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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL URBANA
INVESTIGAÇÃO DA PRESENÇA DE CONTAMINANTES NA ÁGUA DE CHUVA
ARMAZENADA EM CISTERNAS DE POLIETILENO EM COMUNIDADES RURAIS
DO MUNICÍPIO DE SÃO DOMINGOS, SEMIÁRIDO DA BAHIA.
THAMIRES DE OLIVEIRA MOURA
Salvador
2016
i
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL URBANA
INVESTIGAÇÃO DA PRESENÇA DE CONTAMINANTES NA ÁGUA DE CHUVA
ARMAZENADA EM CISTERNAS DE POLIETILENO EM COMUNIDADES RURAIS
DO MUNICÍPIO DE SÃO DOMINGOS, SEMIÁRIDO DA BAHIA.
Projeto de Dissertação apresentada ao mestrado
em Engenharia Ambiental Urbana para
atendimento ao Componente Curricular ENG 794,
como requisito parcial à obtenção do título de
MESTRE EM ENGENHARIA AMBIENTAL
URBANA.
THAMIRES DE OLIVEIRA MOURA
Orientadora: Profa. Drª Iara Brandão de Oliveira
Co-orientadora: Profa. DrªYvonilde Dantas Pinto Medeiros
Agência Financiadora: CAPES
Salvador
2016
ii
RESUMO
O presente trabalho se propõe a avaliar a presença de contaminantes na água
de chuva armazenada em cisternas de polietileno, como possível indicativo da
ocorrência de migração a partir da matriz do polietileno, verificando também se as
águas estão dentro dos limites exigidos pela legislação vigente de potabilidade de
água. As comunidades rurais em regiões de semiárido, geralmente não estão
próximas a fontes seguras de água, de sorte que a captação e armazenamento de
água de chuva tem sido uma técnica muito utilizada no semiárido brasileiro e tem se
mostrando uma importante alternativa para fornecimento de água à população rural.
As cisternas de polietileno vem sendo utilizadas em países com temperaturas
semelhantes ou até mais críticas que as encontradas no semiárido brasileiro, por
isto, no Brasil, o uso de cisternas de polietileno tem crescido em larga escala. Para
este trabalho de pesquisa, inicialmente foram caracterizados os usos das cisternas
de polietileno nas comunidades de Sítio Novo e Ouro Verde, Município de São
Domingos no semiárido da Bahia. Na segunda etapa da pesquisa estão sendo
realizadas análises da qualidade da água armazenada em cisternas de polietileno,
quanto a parâmetros químicos inorgânicos e orgânicos, utilizando técnicas
cromatográficas e de espectroscopia. Até o momento verificou-se a presença de
substâncias químicas pertencentes ao grupo dos compostos carbólicos aldeídos e
cetonas em amostras de água coletadas em nove cisternas da comunidade de Ouro
verde.
Palavras chave: Cisterna polietileno, migração; abastecimento humano.
iii
SUMÁRIO
CAPITULO 1 ............................................................................................................... 1
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1
Problema da pesquisa .......................................................................................... 3 1.1.
Justificativa ........................................................................................................... 3 1.2.
Hipóteses .............................................................................................................. 3 1.3.
Objetivos ............................................................................................................... 4 1.4.
1.4.1. Objetivo Geral ................................................................................................ 4
1.4.2. Objetivos Específicos ..................................................................................... 4
Estrutura da Dissertação ...................................................................................... 4 1.5.
CAPITULO 2 ............................................................................................................... 6
2. CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE O ARMAZENAMENTO DE ÁGUA DE
CHUVA EM CISTERNA .............................................................................................. 6
Cenário do armazenamento de água de chuva no Semiárido Brasileiro .............. 6 2.1.
3. QUALIDADE DE ÁGUA ARMAZENADA NAS CISTERNAS PARA CONSUMO
HUMANO .................................................................................................................. 11
Aspectos que interferem na qualidade de água da chuva .................................. 11 3.1.
Considerações referentes à legislação de captação de água de chuva ............. 13 3.2.
Parâmetros e limites estabelecidos em legislações para acompanhamento da 3.3.
qualidade da água para uso humano ........................................................................ 15
4. CONTAMINAÇÃO DE ÁGUA POR ELEMENTOS PRESENTE NO PLÁSTICO 20
Constituintes do plástico ..................................................................................... 20 4.1.
Espécies químicas presentes na matriz polimérica do plástico .......................... 23 4.2.
4.2.1. Compostos carbonílicos ............................................................................... 23
4.2.2. Hidrocarbonetos BTEX ................................................................................. 24
4.2.3. Elementos Traço .......................................................................................... 25
Estudo de migração: Métodos de Análise ........................................................... 26 4.3.
CAPITULO 3 ............................................................................................................. 31
iv
5. DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ................................................................ 31
Semiárido da Bahia ............................................................................................ 31 5.1.
Município de São Domingos ............................................................................... 32 5.2.
5.2.1. Zona Sisaleira .............................................................................................. 32
5.2.2. Localização .................................................................................................. 33
5.2.3. Aspectos Socioeconômicos ......................................................................... 33
5.2.4. Aspectos fisiográficos ................................................................................... 34
5.2.5. Geologia ....................................................................................................... 35
5.2.6. Hidrologia ..................................................................................................... 35
Descrição das comunidades estudadas ............................................................. 39 5.3.
5.3.1. Comunidade Sitio Novo ................................................................................ 39
5.3.2. Comunidade Ouro Verde ............................................................................. 40
CAPITULO 4 ............................................................................................................. 41
6. DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL ........................................................... 41
Caracterização da Pesquisa ............................................................................... 42 6.1.
Primeira etapa da pesquisa ................................................................................ 42 6.2.
Segunda etapa da pesquisa ............................................................................... 44 6.3.
6.3.1. Verificação da ocorrência do processo de Migração das espécies química 44
6.3.1.1. Amostragem .............................................................................................. 44
6.3.1.2. Coleta, armazenamento, transporte e análise de amostra de água de
chuva armazenada em cisternas de polietileno. ........................................................ 45
6.3.1.3. Técnicas analíticas que aplicadas para as análises das amostras de água
coletadas 48
a) Determinação de compostos carbonílicos (aldeídos, cetonas) ........................... 49
b) Determinação de hidrocarbonetos (Benzeno, tolueno, etilbenzenos e xileno) ... 52
c) Determinação dos metais (elementos Traço) ..................................................... 54
d) Determinação de compostos iônicos .................................................................. 54
v
e) Verificação de as espécies químicas quantificadas estão dentro dos limites
exigidos pela legislação vigente para potabilidade de água ...................................... 55
Método de análise e avaliação dos resultados ................................................... 56 6.4.
CAPITULO 5 ............................................................................................................. 57
7. RESULTADOS PRELIMINARES ........................................................................ 57
Primeira etapa da pesquisa ................................................................................ 57 7.1.
7.1.1. Comunidade Sitio Novo ................................................................................ 59
7.1.2. Comunidade Ouro Verde ............................................................................. 61
Segunda Etapa ................................................................................................... 64 7.2.
7.2.1. Resultados preliminares de campo utilizando medidor multiparamétrico ..... 64
7.2.2. Resultados análise de compostos carbonílicos (aldeídos, cetonas) na
investigação .............................................................................................................. 69
8. CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES ................................................................. 72
9. Resultados Esperados ........................................................................................ 73
10. CRONOGRAMA ................................................................................................. 75
CAPITULO 6 ............................................................................................................. 76
11. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 76
12. APÊNDICE A ...................................................................................................... 87
13. APÊNDICE B ...................................................................................................... 88
14. APÊNDICE C ...................................................................................................... 91
vi
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- cisterna de placa. (Gnadlinger, 2000) .......................................................... 7
Figura 2- Construção de cisterna tela-cimento. (Gnadlinger, 2000) ............................ 7
Figura 3-Distribuição de cisternas no semiárido brasileiro. ......................................... 8
Figura 4- Captação de água - Cisterna polietileno. (Schmitt, 2015) ............................ 9
Figura 5- Representação esquemática do PEAD. Fonte: (Coutinho, 2003) .............. 21
Figura 6- Municípios localizados no semiárido baiano. (SEI, 2003) .......................... 31
Figura 7- Município de São Domingos ...................................................................... 33
Figura 8-Posição relativa dos três municípios. (Google Maps, 2016) ....................... 36
Figura 9- Comunidades estudadas ........................................................................... 39
Figura 10a: Imagens comunidade Sitio Novo, (a) Escola municipal .......................... 40
Figura 11 - Critérios para seleção das comunidades ................................................ 42
Figura 12 - medidor multiparamétrico ........................................................................ 45
Figura 13 - Água destilada ........................................................................................ 46
Figura 14 - Recipiente plástico .................................................................................. 47
Figura15 - Frasco de Vidro ........................................................................................ 47
Figura 16 - Caixa de isopor ....................................................................................... 47
Figura 17 - Amostras em geladeira ........................................................................... 47
Figura 18 - Filtros de fibra ......................................................................................... 49
Figura 19 - Dessecador ............................................................................................. 49
Figura 20 - Bomba de Vácuo Sl 60 ........................................................................... 50
Figura 21 - Vial de borosilicato .................................................................................. 50
Figura 22- Ultrassom ................................................................................................. 50
Figura 23 - centrifuga ................................................................................................ 50
Figura 24 - HPLC utilizado na determinação de aldeídos e cetonas ......................... 51
Figura 25-seringa gastight ......................................................................................... 53
Figura 26- Inserindo o gás de modo manual ............................................................. 53
Figura 27- Cromatografo Gasoso – modelo 7820 ..................................................... 53
Figura 28- ICP OES modelo Optima DV 4300 .......................................................... 54
Figura 29- Tubo eppendorff ....................................................................................... 55
Figura 30-Cromatógrafo iônico .................................................................................. 55
Figura 31 - Cisterna de polietileno – Sitio Novo ........................................................ 59
Figura 32- Cisternas de polietileno - Ouro Verde ...................................................... 61
vii
Figura 33 - Medidor multiparamétrico ........................................................................ 64
Figura 34 - Medição com medidor ............................................................................. 64
LISTA DE TABELA
Tabela 1- Precipitação total média mensal (mm) das estações próximas de São
Domingos .................................................................................................................. 35
Tabela 2-Preparo dos padrões para a curva analítica de calibração ........................ 51
Tabela 3-Nível de atendimento de cisternas por programa de implantação e tipo .... 59
Tabela 4- Nível de atendimento de cisternas por programa de implantação e tipo ... 61
LISTA DE QUADRO
Quadro 1- Faixas de Volatilidade .............................................................................. 24
Quadro 2- Propriedades dos compostos carbonílicos em estudo ............................. 24
Quadro 3-Propriedades físico-químicas dos Compostos BTEX ................................ 25
Quadro 4-Resoluções consultadas ........................................................................... 43
Quadro 5-Condições cromatográficas para método de analise................................. 51
Quadro 6- Limites estabelecidos pela Legislação ..................................................... 55
Quadro 7-Distribuição dos habitantes por comunidade ............................................. 57
Quadro 8 - Cisternas de polietileno Sitio Novo .......................................................... 60
Quadro 9-Cisternas de polietileno em Ouro verde .................................................... 62
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1-Balanço Hídrico - Estação Serrinha ........................................................... 37
Gráfico 2- Temperatura média anual - Estação Serrinha .......................................... 37
Gráfico 3-Umidade mensal - Estação Serrinha ......................................................... 38
Gráfico 4- Distribuição de cisterna no município de São Domingos .......................... 58
Gráfico 5 - Uso da água armazenada cisterna de polietileno – Sitio Novo ................ 60
Gráfico 6 - Uso da água armazenada cisterna de polietileno – Ouro Verde ............. 62
Gráfico 7 - Temperatura e OD - Ouro Verde ............................................................. 64
Gráfico 8 -Temperatura e OD- Sitio Novo ................................................................. 64
Gráfico 9 - pH e Temperatura- Ouro Verde ............................................................... 65
Gráfico 10 - pH e Temperatura - Sitio Novo .............................................................. 65
Gráfico 11 - Condutividade e STD- Ouro Verde ........................................................ 66
Gráfico 12 – Condutividade e STD - Sitio Novo ........................................................ 66
viii
Gráfico 13 - Salinidade e OD- Ouro Verde ................................................................ 67
Gráfico 14 - Salinidade e OD- Sitio Novo .................................................................. 67
Gráfico 15 – Redox e OD - Ouro Verde .................................................................... 68
Gráfico 16 - Redox e OD - Sitio Novo ....................................................................... 68
Gráfico 17- Concentrações dos compostos carbonílicos .......................................... 69
ix
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABCMAC - Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água de Chuva
ASA - Articulação no Semiárido Brasileiro
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
BTEX - Benzeno, Tolueno, Etil-benzeno e Xilenos
CPRM - Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
CG- Cromatografia Gasosa
EPA- Enviromental Protectio Agency
DNPH -Dinitrofenilhidrazina- 2,4
EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
FUNASA – Fundação Nacional de Saúde
HPLC. – Cromatografia em fase Líquida de Alta Eficiência
HDPE- Polietileno de Alta Densidade
IDHM- Índice de Desenvolvimento Humano Municipal
ICP- Plasma Indutivo
INEMET - Instituto Nacional de Meteorologia
IRPAA - Instituto Regional da Pequena Agropecuária Apropriada
IPEA - Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada
IARC - International Agency for Researchon Cancer
LQ – Limite de Quantificação
MDS- Ministério de Desenvolvimento Social
MS- Espectrômetro de Massa
ONG-Organização Não Governamental
x
OMS - Organização Mundial de Saúde
PIMC –Programa Um Milhão de Cisternas
PDA - População e Associação de Desenvolvimento Comunitário
PVC - Policloreto de Polivinila
PEAD – Polietileno de Alta Densidade
RTS - Rede de Tecnologia Social
UNDP – United NationsDevelopmentProgramme
STD – Sólidos Totais Dissolvidos
UV – Radiação Ultravioleta
UNICEF – Fundo das Nações Unidas para a Infância
VMPA – Valor Máximo Provável
1
CAPITULO 1
1. INTRODUÇÃO
As comunidades rurais do Semiárido Brasileiro enfrentam deficiências crônicas
de abastecimento de água sendo necessárias adaptações estruturais para amenizar
os problemas causados pelos períodos de longa estiagem. Como regra geral, as
comunidades rurais localizadas no semiárido não são servidas por sistemas de
adutoras, nem estão próximas a fontes seguras de água, tornando o atendimento a
essas comunidades uma tarefa bastante complexa.
Segundo Gnadlinger (2000) a coleta e armazenamento de água de chuva é
uma técnica utilizada em várias artes do mundo, especialmente em regiões
Semiáridas. Com relação às experiências brasileiras, o Programa Um Milhão de
Cisternas Rurais (PIMC)”, gerado pela ASA - Articulação no Semiárido Brasileiro,
tem o objetivo de garantir água para consumo a um milhão de famílias rurais do
semiárido (SILVA et al., 2006). Em busca de garantir esse objetivo e dar celeridade
ao programa, o Brasil decidiu adotar as cisternas de polietileno, uma tecnologia que
tem sido utilizada em países com temperaturas semelhantes ou até mais críticas que
as encontradas no Semiárido brasileiro, como: Austrália, México, Indonésia, Nova
Zelândia (SANTANA et al., 2015).
No Semiárido da Bahia o cenário não é diferente. A fim de mitigar os efeitos da
escassez, o armazenamento da água chuva em cisternas nas regiões rurais do
Semiárido da Bahia tem sido uma alternativa para o abastecimento humano,
principalmente o uso das cisternas de polietileno que tem sido implantada em
grande quantidade nos últimos anos e em substituição das cisternas convencionais
mais antigas.
Apesar disso, o uso em larga escala na região é recente e pouco se tem
discutido sobre o desempenho da cisterna de polietileno no que tange sua função de
armazenamento e garantia de fornecimento água para consumo humano, havendo
alguma insatisfação e receio dos usuários frente ao armazenamento de água em
cisternas de polietileno.
2
Estudos apontam que substâncias químicas orgânicas (hidrocarbonetos e
carbonílicos) e inorgânicas (elementos traço) presente na matriz polimérica de
recipientes plástico de polietileno, podem migrar para os produtos armazenados
(ARVANITOYANNIS & BOSNEA, 2004). Essa migração pode comprometer a
segurança da qualidade do líquido armazenado para consumo humano.
Diante das hipóteses acima, é importante investigar a qualidade da água
armazenada em cisternas de polietileno, verificando uma possível migração de
espécies químicas presentes na matriz polimérica dessas cisternas, além de
determinar se essas substâncias estão dentro dos limites exigidos pela legislação
brasileira de potabilidade de água.
3
Problema da pesquisa 1.1.
As cisternas de polietileno recentemente implantadas no semiárido brasileiro,
para o armazenamento de água de chuva para consumo humano, pode não garantir
qualidade para a água armazenada. Pesquisas apontam que a matriz polimérica do
polietileno, material utilizado para produção dessas cisternas, contém espécies
químicas que podem migrar para água armazenada podendo comprometer a
qualidade para consumo humano.
Justificativa 1.2.
A população da região semiárida da Bahia vem buscando alternativas para
amenizar a escassez de água gerada pelo constante déficit hídrico característico da
região desta forma vêm-se utilizando soluções alternativas para abastecimento, com
uso de cisternas. Buscando garantir água para consumo a um milhão de famílias
rurais e garantir celeridade na implantação de um milhão de cisterna, conforme o
objetivo do programa Um Milhão de Cisternas Rurais (PIMC), gerado pela
Articulação no Semiárido Brasileiro, o Brasil decidiu adotar as cisternas de
polietileno, uma tecnologia que tem sido utilizada em países com temperaturas
semelhantes ou até mais críticas que as encontradas no Semiárido brasileiro.
A implantação de cisternas de polietileno no semiárido baiano é recente e têm
crescido em larga escala, ao mesmo tempo há polêmicas frente a eficiência desse
modelo e questionamentos têm sido levantadas em estudos preliminares. Além
disso, há discussões sobre processo de migração de possíveis espécies químicas
existentes no material de fabricação. O que gera a necessidade de uma análise mais
aprofundada dessa tecnologia, verificando se ocorre a migração de espécies
químicas presente na matriz polimérica do polietileno para a água armazenada, e se
esse processo compromete a qualidade de água armazenada para consumo
humano.
Hipóteses 1.3.
- Ocorre migração de espécies químicas presente na matriz polimérica de
cisternas de polietilenos para água armazenada.
4
- Os constituintes orgânicos e inorgânicos presentes no polietileno podem
comprometer, de alguma forma a qualidade da água armazenada para consumo
humano na cisterna de polietileno.
Objetivos 1.4.
1.4.1. Objetivo Geral
Verificar a migração de espécies químicas em cisternas de polietileno nas
comunidades rurais de Ouro Verde e Sítio Novo, pertencentes ao município de São
Domingos, Semiárido da Bahia; e se esse processo compromete a qualidade da
água de chuva armazenada para consumo humano.
1.4.2. Objetivos Específicos
Caracterizar o uso das cisternas de polietileno para armazenamento de água de
chuva para consumo humano no município de São Domingos;
- Verificar se ocorre o processo de migração através das análises da qualidade
da água armazenada para consumo humano em cisterna de polietileno;
- Analisar se as espécies químicas quantificadas na água armazenada na
cisterna de polietileno estão dentro dos limites exigidos pela legislação vigente para
potabilidade de água.
Estrutura da Dissertação 1.5.
O presente trabalho foi estruturado em 6 capítulos, sendo que o primeiro
apresenta uma introdução ao assunto de pesquisa.
No segundo capítulo é apresentada uma revisão de literatura sobre
considerações gerais sobre o armazenamento de água de chuva em cisterna e
sobre contaminação de água por elementos presente no plástico.
5
A descrição da área de estudo é apresentada no terceiro capítulo, contendo
sobre os aspectos socioeconômicos, hidrológicos e fisiográficos do município e
descrição das comunidades em estudado.
No capítulo 4 apresenta o desenvolvimento experimental descrevendo as
etapas da trazendo o fluxograma das etapas para a realização deste trabalho.
No quinto capítulo são apresentados os resultados preliminares, as
considerações parciais e cronograma da pesquisa.
O capitulo 6 apresenta as referências bibliográficas citadas no decorrer desse
trabalho.
6
CAPITULO 2
2. CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE O ARMAZENAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA EM CISTERNA
Cenário do armazenamento de água de chuva no Semiárido Brasileiro 2.1.
A cisterna é uma tecnologia que tem auxiliado aos usuários no acesso a água
de melhor qualidade para consumo humano (TAVARES 2009; GNADLINGER,
2001). Dessa forma essa tecnologia vem garantindo melhores condições de vida
para população da região semiárida brasileira que muitas vezes estão distantes de
fontes seguras, ou mesmo não são servidas por fontes adutoras de abastecimento.
De acordo com Tavares et al.(2007) a prática de acumular água de chuva não é
alternativa recente no Brasil, tem-se registros que as primeiras instalações
ocorreram no arquipélago Fernando de Noronha implantadas em 1943 e atualmente
esses sistemas ainda estão em funcionamento atendendo o abastecimento de água
da população. Porém essa prática só ganhou maiores proporções com a
implantação do P1MC (Projeto Um Milhão de Cisternas).
Esse programa tem objetivo de garantir um milhão de cisternas em
comunidades rurais pertencentes à região semiárida brasileira. O mesmo foi criado
pela articulação do semiárido, que se trata de uma rede de organizações da
sociedade civil. Essas cisternas tem sido implantada a fim de atender os usos para
consumo humano (P1MC) e para produção de alimentos (P1+2) (ASA, 2011).
Através de cisternas de placa figura 1 o P1MC tem buscado alcançar o objetivo
de implantar essa tecnologia que possui capacidade de armazenamento de água de
16.000 L, quantidade estipulada para atender às necessidades básicas de uma
família de cinco pessoas por um período de escassez de até 240 dias (BRITO et al.,
2007).
7
Figura 1- cisterna de placa. (Gnadlinger, 2000)
Entretanto, outros tipos de cisternas são amplamente utilizados no semiárido
do Brasil e no mundo, como cisternas de tijolos, de tela e arame, ferro-cimento, cal,
PVC, entre outras. Atualmente também têm sido implantados reservatórios pré-
fabricados, dentre eles destacam-se os reservatórios feitos de fibras de vidro e
polietileno.
A cisterna de tela-cimento (figura 2) compreende uma técnica de construção
antiga, muito utilizada na região semiárida brasileira.
Figura 2- Construção de cisterna tela-cimento. (Gnadlinger, 2000)
8
A literatura mostra discursões e estudos referentes aos modelos de cisterna
placa e ferro-cimento, pois os mesmos foram os principais tipos implantados na
região semiárida do Brasil por um longo período. Atualmente o modelo de cisterna
de polietileno está sendo empregado em grande quantidade, na busca de garantir
celeridade na implantação do Programa Um Milhão de Cisternas (P1MC).
De acordo com dados disponibilizados por Campos & Alves (2013) como pode-
se observar na figura 3 a partir de 2012 foi iniciado o processo de implantação de
cisternas de polietileno no semiárido brasileiro. Em 2014 o número dessas cisternas
alcançou 58% do total de cisternas entregues. E por fim no acumulado entre os anos
de 2011 a 2014 verifica-se que 40% das cisternas entregues as famílias rurais foram
de polietileno.
Figura 3-Distribuição de cisternas no semiárido brasileiro. (Campos & Alves, 2014)
A cisterna de polietileno é uma tecnologia que tem sido muito utilizada
internacionalmente, em países com temperaturas semelhantes ou ainda mais
críticas que as encontradas no Semiárido brasileiro. Os reservatórios foram
adotados na Indonésia, Austrália, México, Nova Zelândia (SANTANA et al., 2015).
Porém, os estudos referentes a essa tecnologia ainda são muito prematuros, o que
gera a necessidade de uma análise mais aprofundada sobre tal tecnologia.
9
Segundo o fabricante Aqualimp (2014), essas cisternas são de polietileno de
alta densidade, material que podem ser submetidos a elevados níveis de
deformação em altas temperaturas e apresentam cor escura (grafite). Esta última
característica confere a cisterna apresenta uma grande capacidade de absorver
calor pelo efeito termodinâmico de corpo negro podendo ocasionar em mudanças de
características das condições organolépticas da água.
Artiola et al. (2012) aponta no seu trabalho que uso de tanques de
armazenamento de água potável é comum em áreas da zona rural de Arizona que
apresentam recursos hídricos limitados. Os proprietários vivem em áreas remotas
com baixa produtividade e utilizam cisternas de polietileno como forma de
armazenamento de água de chuva. Esses tanques são fabricados essencialmente
para o transporte e armazenamento de água potável são muitas vezes feitas de um
polietileno transparente com uma coloração branca, onde é possível verificar o nível
da água através das paredes do tanque.
Essas cisternas podem ser instaladas em até 4 horas, dispensa escavação
profunda para enterrar a base sendo utilizada apenas uma escavação superficial no
terreno para acomoda-la. Elas possuem a capacidade de armazenamento de 16 mil
litros e o mesmo esquema de captação e armazenamento de água de chuva (Figura
4).
Figura 4- Captação de água - Cisterna polietileno. (Schmitt, 2015)
A cisterna de polietileno trata-se de tecnologia que apresenta uma tampa com
fechamento de travamento, impermeável, reduzindo as despesas com a
manutenção e operação do sistema. Diferente das cisternas convencionais, a esse
modelo é acoplado uma bomba de ferro no solo para captação de água na cisterna,
10
evitando contato direto com a água armazenada. Há ainda a vantagem da
mobilidade dessa cisterna em caso de mudança da família (BRASIL, 2014a).
Estudo realizado por Schmitt (2015) verificou aspectos de complexidade
referente ao uso e manutenção, compatibilidade as necessidades dos usuários e
vantagem relativa frente a outras modelos de cisterna. Definiu-se que esse modelo
apresenta várias virtudes comparadas com outras tecnologias. No entanto, destacar-
se que o estudo possui algumas limitações, como o pouco tempo em que a maioria
das cisternas foi instalada apontando que esse cenário poderá ser alterado com
processo de utilização.
O armazenamento de água de chuva em cisterna de polietileno vem
levantando polêmicas nos últimos anos. Estudos preliminares realizados por Godoi
(2013) apontam questionamentos referente à eficiência desta tecnologia no
armazenamento de água. Juntamente com incertezas apontadas nos estudos
realizados por Dias et al. (2015) que trata da satisfação dos usuários referente ao
uso de água armazenadas nessas cisternas.
Frente a essas premissas, verifica-se a importância em aprofundar os estudos
averiguando os possíveis riscos de contaminação por parte do material utilizado
para fabricação das cisternas de polietileno.
11
3. QUALIDADE DE ÁGUA ARMAZENADA NAS CISTERNAS PARA CONSUMO HUMANO Aspectos que interferem na qualidade de água da chuva 3.1.
No Brasil há varias estudos que avaliaram aspectos gerais da qualidade física,
química e bacteriológica de água utilizada para consumo humano, armazenadas em
cisternas convencionais (BRITO et al., 2006; KATO, 2006, XAVIER et al., 2009).
Essas pesquisas identificaram que a qualidade da água pode ser alterada por
fatores externos e internos às cisternas.
Gnadlinger (2001) aponta que a água armazenada em cisternas convencionais
pode ser afetada principalmente pela falta de barreiras física, como o uso de desvio
de primeiras águas de chuva, o uso de bomba manual, o estado de conservação e
limpeza das áreas de captação e dutos, higiene na coleta de água.
A superfície utilizada para captação de água de chuva também é um fator que
tem influenciado na qualidade de água para consumo humano. Estudos realizados
por Fornaro & Gutz (2003) apontam que os compostos presentes na atmosfera
podem fixar no material de captação em períodos de estiagem, porém durante as
chuvas esses poluentes podem ser lavados juntamente com fezes de animais
presente na área de captação e encaminhados para cisternas, podendo
comprometer a água armazenada para uso potável.
Em relação aos aspectos sanitários, ainda ocorre muitos problemas em
decorrência da instalação de tampa, falta de tela nos extravasores de forma que
permita o acesso de poluentes e pequenos animais para água armazenada.
Observa-se também em estudos realizados por (MAY, 2004; ANNECCHINNI, 2005)
apontam que o desvio de primeira água não tem sido utilizado adequadamente na
eliminação da água captada pela área de captação. Esse dispositivo segundo
Nobrega (2011) é de suma importância por assegurar a retenção de partículas em
suspensão presente na superfície de captação.
Em seus estudos Andrade Neto (2004) tem discutido muito sobre a importância
das barreiras sanitárias na garantia da segurança da qualidade de água para
consumo humano. O autor afirma que o desvio de primeira água é considerado
como uma barreira física que pode ser realizado manualmente com a retirada dos
12
ductos e ou calhas, ou pode ser automático com instalação de um registro de
controle de liberação das primeiras águas captadas.
Pesquisas realizadas pelo FUNASA (2005) também levantaram discussões
frente à garantia de armazenamento de água em quantidade e qualidade da água
está ligada diretamente às técnicas de construção da cisterna. Existem estudos que
apontam casos em que algumas cisternas apresentam falhas de construção, como
trincas e vazamentos, em algumas situações, levando à perda total da água
armazenada, essas falhas podem ser justificadas pelo emprego de areia mais
grossa ou mão de obra não qualificada.
Os autores Schuring e Schwientek (2005) e Kato (2006) relataram em seus
trabalhos sobre analises da qualidade de água de chuva armazenada em cisternas,
e verificaram que para parâmetros físicos químicos, essas águas atendem os
padrões de potabilidade da Organização Mundial de Saúde (OMS). Entretanto, para
padrões microbiológicos verificaram a partir de analises, não estão de acordo com
os valores máximos permitido, tornando a água impropria para beber e cozinhar.
Outra problemática que tem sido muito discutida é a questão do abastecimento
de água realizado por caminhão pipa. Segundo Brito et al. (2005); Tavares et al.
(2007), Oliveira et al. (2013). O uso dessa alternativa é justificado pela ineficiência
do volume de água armazenado de 16 mil litros não atender à demanda referente ao
período de estiagem da região, porém muitas vezes água de abastecimento do
caminhão pipa proveniente de fonte não é segura em termos de qualidade para
consumo humano. Além disso, Tavares (2009) complementa em seus estudos uso
dessa alternativa gera preocupações devido o desconhecimento da qualidade da
água distribuída que é utilizada principalmente para beber e cozinhar.
Com relação à qualidade de água em cisterna de polietileno pouco se tem
discutido. No entanto há questionamentos levantados sobre a qualidade de água
armazenada nas cisternas de polietileno, referente a qualidade bacteriológica como
estudos discutidos por Lemos et al. (2005) que verificou a presença de
contaminação fecal nas águas das cisternas analisadas, tornando-as impróprias
para o consumo humano, caso não haja tratamento adequado.
13
Santana et al. (2005) em estudo da variação do pH e temperatura em cisternas
de Placas e Polietileno, verificou-se que as cisternas de polietileno apresentam
maiores temperaturas interna do que as cisternas de placa. Assim como, Dias et al
(2015) descreve em seu estudo sobre a satisfação dos moradores com relação a
cisterna de polietileno e a cisterna de placa. Apontam que apesar do pequeno
número de entrevistados, indicam para uma leve vantagem da qualidade da água
armazenada em cisternas de placas em relação às águas armazenadas em
cisternas de polietileno em referência às características organolépticas sabor, odor,
cor e principalmente temperatura.
Diante do exposto, verifica-se a importância de conhecer as diretrizes de
qualidade de água de chuva para consumo humano em cisternas de polietileno.
Considerações referentes à legislação de captação de água de chuva 3.2.
Em geral, o Brasil não possui normas para qualidade de água de chuva
armazenada em cisternas para consumo humano. O que existe são leis estaduais,
municipais e uma norma técnica que incentivam a captação para fins diversos (lavar
carros, regar jardins, lavar pisos, entre outros) e não potáveis, em áreas urbanas.
Como a legislação de Curitiba Lei Municipal de Curitiba n°10.785 de 18 de
setembro de 2003 têm como objetivo inserir medidas que direcionam a conservação,
uso racional e utilização de fontes alternativas para captação de água e a
conscientização dos usuários sobre a importância da conservação da água
(CURITIBA, 2003).
A Lei Estadual n° 4.393 de 16 de setembro de 2004 do Rio de Janeiro obriga
empresas de construção a projetarem sistemas de captação de água de chuva em
estabelecimentos comercias ou não que tenham mais de 500m2 de área construída.
A água armazenada nestes reservatórios deverá ser utilizada para fins secundários
como (lavagem de prédios, lavagem de autos, irrigação de jardins, limpeza de
banheiros) e a sua canalização deve ser independente dos reservatórios com água
tratada (RIO DE JANEIRO, 2004).
No município de São Paulo foi promulgada a Lei n° 13.276 de 04 de janeiro de
2002 (SÃO PAULO, 2002). Essa lei define que é obrigatória a implantação de
sistemas de captação de água em áreas edificadas ou não, que possuam mais de
14
500m2 de área impermeabilizada. Essas águas armazenadas devem
preferencialmente infiltrar-se no solo, ser destinadas para a rede pública de
drenagem após uma hora de chuva ou serem utilizadas para outros fins não
potáveis evitando assim enchentes.
No artigo 3° da Lei estadual n° 12526/2007 fica evidente o estabelecimento de
três usos para água reservada: a infiltração no solo; lançamento em rede pública
depois de uma hora de chuva e; utilização para finalidades não potáveis em
edificações. No estado de São Paulo, foi definida a obrigatoriedade de implantação
de sistemas de captação de água de chuva e seu condicionamento para obtenção
das aprovações e licenças, de competência do estado e das regiões metropolitanas.
A norma técnica ABNT (2007) Associação Brasileira de Normas Técnicas
N°15.527/2007que esclarece com orientações sobre as águas de chuva captadas
nas áreas urbanas, a mesma aponta que essas águas devem ser utilizadas para fins
não potáveis, ser utilizadas por indústrias desde que tratadas adequadamente para
os determinados fins. Dentre os parâmetros de qualidade da água para usos não
potáveis têm-se coliformes totais e termotolerantes (ausência em 100 ml), cloro
residual livre (0,5 a 0,3 mg/l), turbidez (ente 2 e 5 uT), cor aparente (15 uH) e pH (6 a
8).
Ainda conforme a norma técnica N°15.527/2007 é recomendado o uso
barreiras físicas como: telas, grades e dispositivos de desvio para remoção dos
resíduos dispostos ao longo do sistema de captação visando a garantia de qualidade
de água para consumo para fins não potáveis.
Sendo assim, grande maioria dos instrumentos legais apresenta um contexto
superficial das normas para aproveitamento de água de chuva requerendo-se,
legislação mais especifica.
A qualidade da água será analisada neste estudo com base nas as espécies
químicas quantificadas. Como não há uma norma especifica que estabeleça
diretrizes de qualidade de água de chuva para consumo humano, o presente estudo
discutirá os resultados com base na legislação vigente do nosso país, a Portaria
2.914 de 2011 do Ministério da saúde e de legislações internacionais USEPA e
WHO.
15
Parâmetros e limites estabelecidos em legislações para 3.3.acompanhamento da qualidade da água para uso humano
Ceballos et al. (2009) aponta em suas pesquisas que os primeiros registros
sobre tratamento de água para consumo humano são originários da Índia.
Entretanto, o uso de água para consumo humano atualmente é regulamentado em
todo o mundo.
Os Estados Unidos possui a United States Environmental Protection Agency
(USEPA), também como uma agência de proteção da água para consumo humano
onde o padrão de potabilidade são definidos duas categorias: National Primary
Drinking Water Regulation (NPDWR) – Segundo USEPA (2001) padrões primários
(VMPs) estabelece para contaminantes específicos que podem estar presente na
água causando efeitos adversos a saúde e a National Secondary Drinking Water
Regulation (NSDWR) que estabelece sobre substancias que podem provocar efeitos
de natureza organoléptica (USEPA, 2002B).
No Brasil para que a água seja considerada potável deve atender o padrão de
potabilidade estabelecido pela legislação brasileira, a Portaria 2.914 de 2011 do
Ministério da saúde (BRASIL, 2011). As águas armazenadas e cisternas são
utilizadas principalmente para atender usos nobres como beber e cozinhar,
geralmente essa água armazenada não apresenta qualquer tipo de tratamento,
sendo de fundamental importância que exista a intervenção adequada para garantia
da segurança da mesma. A Portaria 2914/2011 estabelece os limites de qualidade
adequados para consumo de água potável a partir dos parâmetros físico-químicos
como: o pH entre 6,0 e 9,5. A determinação do mesmo é muito importante no
tratamento de água. Para a temperatura da água a portaria não estabelece valor
máximo permitido, porém esse parâmetro determina vários processos químicos,
físicos e biológicos que ocorrem em um sistema aquático (BRASIL, 2011).
De acordo com Fiorucci & Benedetti (2005) a concentração de oxigênio
dissolvido na água é controlada pela temperatura, pressão e salinidade. Maiores
valores de temperatura menores concentrações de oxigênio, com aumento de
salinidade reduz a solubilidade do oxigênio, ou seja, o aumento da salinidade
influência na redução de OD no meio.
16
A salinidade da água, é refletida pelos valores dos sólidos dissolvidos totais
(SDT), valores até 1.000 mg/l atende as exigências para consumo humano. Acima
de 1.000 mg/l de STD pode apresentar sabor, e acima de 2.000 mg/l, a água
apresenta concentração salgada, impossibilitando o consumo da mesma (BRASIL,
2011).
Quanto à condutividade elétrica representa a quantidade de íons dissolvidos na
água, e quanto maior à quantidade dessas partículas, maior será a condutividade
elétrica na água, a mesma é influenciada diretamente por parâmetros STD e
salinidade (FIORUCCI & BENEDETTI, 2005). Esse parâmetro é a capacidade que
água tem de transmitir corrente elétrica a partir de dissolução de substancias, o
mesmo não é estabelecido como padrão na portaria, porém apresenta caráter
significativo no processo de análise de água (UNICEF, 2008).
Os parâmetros físicos químicos são essências para determinar a qualidade de
água. No presente estudo será discutido o padrão estabelecido pela legislação
vigente levanto em conta os parâmetros químicos orgânicos e inorgânicos que
auxiliará na abordagem das possíveis reações das espécies químicas quantificadas
nas análises realizadas.
A portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde estabelece o padrão de
potabilidade para substancias químicas que representam risco a saúde. Essas
substâncias são classificadas como orgânicas e inorgânicas. O hidrocarboneto
benzeno é reconhecido como o mais tóxico de todos os BTEX (Benzeno, tolueno,
Etilbenzeno e Xileno), pois trata-se de uma substância comprovadamente
carcinogênica (podendo causar leucemia, ou seja, câncer dos tecidos que formam
os linfócitos do sangue). A inalação ou ingestão pode causar até mesmo a morte de
uma pessoa (BRITO et al., 2005). Segundo Heleno et al. (2010), os hidrocarbonetos
(BTEX) mesmo em pequenas concentrações, apresentam toxicidade que podem
afetar a saúde humana, essas substâncias são mais difíceis de serem degradados e
estão entre os que mais facilmente se solubilizam em água (TIBURTIUS et al 2004).
Dentre os hidrocarbonetos, os compostos (BTEX) são considerados os
principais contaminantes de água. Diante dessas razões a agência de proteção
ambiental norte-americana (EPA), por exemplo, estabelece os limites máximos para
a concentração de benzeno em 5µg/l em água potável. No Brasil, a portaria Nº
17
2.914, 12 de dezembro de 2011, determina que os limites máximos permitidos para
benzeno, etilbenzeno, tolueno e xilenos são de 5, 200, 170 e 300µg/l,
respectivamente, para que a água seja considerada potável (BRITO et al., 2005).
Além disso, o xileno, tolueno e etilbenzeno são considerados como constituintes que
apresentam propriedade organoléptica, ou seja, apresentam características que
podem ser percebidas pelos sentidos humanos BRASIL (2011).
Para os compostos orgânicos do grupo dos aldeídos e cetonas a portaria
2914/2011 do Ministério da Saúde não estabelece valor máximo provável que
garanta que a água seja considerada adequada para consumo humano. Porém
apenas a presença dessas substancia na água para consumo humano pode causar
risco a saúde, pois segundo a International Agency for Research on Cancer – IARC
(1998), os aldeídos podem formar Formaldeído que é um composto classificado
como classe 2A (substancia carcinogênica) e Acetaldeído como 2B (possivelmente
carcinogênico) (USEPA, 2016).
De acordo com Santana (2016) é comum à presença de compostos do grupo
aldeídos em atmosferas urbanas possivelmente justificadas por emissões primárias
de escapamento dos veículos. A USEPA (2001) estabelece limites para compostos
do grupo aldeídos e cetonas. Acroleína do grupo cetonas apresenta o valor máximo
permitido para consumo de 3 µg/l, para formaldeídos do grupo dos aldeídos, a
Organização Mundial de Saúde WHO (1993) estabeleceu um limite de referência de
0,9 mg/l para consumo humano. A Acroleína apresenta toxidade no seu vapor,
causando irritação respiratória. Segunda USEPA (2001) esse composto não possui
características de agente cancerígeno, porém, apresenta-se um agressivo agente
mutagênico.
Para as substancias químicas inorgânicos, como é o caso dos metais a
legislação estabelece que: antimônio (Sb), cromo (Cr), chumbo (Pb), cadmio (Cd),
cobre (Cu), mercúrio (Hg), níquel (Ni), Ferro (Fe), alumínio (Al), Zinco (Zn)
representam risco para saúde humana (BRASIL, 2011).
O chumbo que é classificado como elemento não essencial, ou seja, não
fornece nutrientes necessários para organismo. O mesmo apresenta um valor
máximo permitido de 0,01 g/l para que a água seja considerada adequada para
consumo humano. Trata-se de uma substancia carcinogênica podendo afetar a
18
saúde humano dependo dos níveis de ingestão. Dentre seus efeitos destacam-se:
decréscimo de inteligência, danos no sistema nervoso com déficit nas funções
cognitivas e diminuição nas funções sensórias e nervosas e renais (TAVARES &
CARVALHO, 1992).
O cádmio encontra-se na forma catiônica bivalente (Cd2+) no ambiente
aquático, o mesmo é utilizado em processos de galvanoplastia dando brilho e
resistência à corrosão aos produtos (MOORE & RAMAMOORTHY, 1984). A
legislação estabelece o valor máximo provável para esse metal de 0,005 mg/l
(BRASIL, 2011). Acima desses valores o cádmio causa efeitos crônicos severos nos
pulmões e nos rins.
Já o antimônio é considerado uma substância cancerígena para organismo
humano. Segundo dados da IARC (1998), o trióxido de antimônio é classificado
como possivelmente carcinogênico para o ser humano, indicando uma maior
tendência ao desenvolvimento de câncer aos que se expõem a esta formulação com
a substância. Além disso, a legislação nacional vigente estabelece o valor máximo
provável de 0,005 mg/l garantido que a água apresente qualidade adequada para o
consumo humano.
Segundo Bertolo et al. (2009) o cromo é encontrado em baixas concentrações
em água. O mesmo pode ser solubilizado através de uma reação redox que
transforma as espécies de Cr3+ (trivalente) em espécies de Cr6+ (hexavalente). A
forma trivalente é essencial para metabolismo humano, e sua carência causa
doenças, na sua forma hexavalente é toxico e cancerígeno (SCHIRMER et al.,
2009). O valor máximo provável estabelecido em água para cromo é 0,05 mg/l para
que água apresente qualidade adequada para consumo humano.
O mercúrio na água encontra-se em sua forma catiônica bivalente (Hg2+),
podendo se ligar a matéria orgânica e também acumular no sedimento. O mercúrio
apresenta propriedade carcinogênica. A contaminação por mercúrio pode-se dar por
meio de inalação ou ingestão do mesmo, podendo causar problemas no sistema
nervoso, fígado e rins (MORGANO et al., 2005). Para esse elemento a legislação
estabelece o valor máximo provável de 0,001 mg/l para que a água seja considerada
adequada para consumo humano.
19
O níquel é um metal cancerígeno que pode causar reações comuns como
gengivites, erupções na pele, dermatite, tonturas, dores articulares, osteoporose e
fadiga crônica. A acumulação de níquel no corpo humano através de exposição
crônica possa levar a fibroses de pulmão, doenças renais e cardiovasculares
(LEPRI, 2005). Segundo a legislação vigente o teor de níquel é 0,07 mg/l para que a
água seja considerada adequada para consumo.
O ferro é um elemento essencial, e tem sido discutido em questões envolvendo
problemas estéticos relacionados sabor de ferrugem na água quando encontrado em
altas concentrações. Essa substância em quantidades acima dos limites (0,3 mg/l)
recomendadas pela legislação brasileira podem causar problemas para a saúde. O
alto teor de ferro no organismo humano pode ser responsável pela formação de
radicais livres, muitos dos quais carcinogênicos trazendo riscos à saúde humana
(NASCIMENTO & BARBOSA, 2005).
Para o zinco e alumínio essas concentrações limites são respectivamente de
5mg/l e 0,2 mg/l. O zinco e alumínio são metais essenciais para saúde humana,
porém a ingestão dessas substancias acima da quantidade estabelecida afeta a
qualidade da água. Segundo Duarte & Pascal (2000) o zinco é um elemento utilizado
na produção de tinta, plásticos e borrachas, o consumo em excesso desse metal
pode provocar intoxicação no organismo, resultando em sintomas como vômitos,
diarreia e até mesmo lesões respiratórias. Já o alumínio em concentrações acima do
permitido pode desenvolver doenças mentais e há hipóteses que esse elemento
representa risco para desenvolvimento de doenças de Alzheimer (FERREIRA et al.,
2008).
Diante das especificações atribuídas aos indicadores de qualidade de água
para o consumo humano disposto pelas legislações: brasileira, USEPA e WHO,
observa-se que essas substâncias podem comprometer a qualidade de água e
afetar a saúde humana em determinadas concentrações. Nota-se que é de suma
importância analisar a qualidade da água armazenada em cisternas de polietileno
para espécies químicas aqui discutidas.
20
4. CONTAMINAÇÃO DE ÁGUA POR ELEMENTOS PRESENTE NO PLÁSTICO Constituintes do plástico 4.1.
De acordo com Doak (1986) o plástico é tipo de polímero sintético que
apresenta estrutura flexível cujas propriedades são controladas pelas fases amorfa e
cristalina. O material polimérico pode ser classificado em termofixos e
termoplásticos. O primeiro permanece rígido e não amolecem quando aquecidos
devido às ligações entre moléculas lineares, ou seja, ligações covalentes. Já os
termoplásticos são macromoléculas que apresentam coesão intermolecular que é
garantida por ligações químicas fracas, além disso, quando aquecidos se deformam,
e ao se resfriar retornam a condição sólida como o exemplo o polietileno (SPINACÉ
& PAOLI, 2005).
De acordo com Lucas et al. (2001) embora o plástico seja um material que
apresenta uma estrutura elementar a base de polímero orgânico sintético, existem
constituintes inorgânicos em determinados tipos de plástico que são provenientes
dos resíduos catalíticos de sua fabricação, de tintas de impressão ou ainda de
aditivos responsáveis pela melhoria das funções do material (SOARES et al., 2005).
São diferentes tipos de aditivos, tais como: antioxidantes, estabilizantes, lubrificante
que podem ser empregados durante o processo de fabricação para melhoria do
desempenho do material plásticos, para determinados usos. Segundo Rabello
(2000) os materiais plastificantes melhoram a resistência e flexibilidade do plástico,
assim como, os estabilizantes, produzidos muitas vezes a base de metais, são
usados para evitar a degradação térmica no processamento. Esses elementos
químicos moldam o arranjo estrutural da matriz polimérica transformando a
constituição dos materiais plásticos para determinados usos. Estas substancias
presentes no material apresentam efeito potencialmente tóxico, causando riscos à
saúde humana (LAU & WONG, 2000).
O polietileno é tipo de plástico muito utilizado na fabricação de recipientes e
reservatórios. Coutinho et al. (2003) aponta que esse material é parcialmente
cristalino, e em condições normais, não são tóxicos, podendo inclusive ser usados
em contato com produtos alimentícios, no entanto certos aditivos inseridos na sua
21
composição podem comprometer a sua segurança por possíveis processo químico
que pode ocorrer da matriz polimérica para produto armazenado.
Ainda com base nos estudos de Coutinho et al. (2003) os polietilenos são
inertes comparando com produtos químicos comuns, devido à sua natureza
parafínica, seu alto peso molecular. Dependendo do processo de polimerização são
produzidos e comercializados cinco tipos de polietileno:
- Polietileno de baixa densidade (PEBD ou LDPE)
- Polietileno de alta densidade (PEAD ou HDPE)
- Polietileno linear de baixa densidade (PELBD ou LLDPE)
- Polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM ou UHMWPE)
- Polietileno de ultra baixa densidade (PEUBD ou ULDPE)
No presente estudo será abordado a discursão sobre o polietileno de alta
densidade, material utilizado na fabricação das cisternas de polietileno segundo o
fabricante (AQUALIMP, 2014).
O polietileno de alta densidade (PEAD ou HDPE) apresentam cadeias
poliméricas lineares altamente cristalinas e uma outra parte amorfa, conforme a
Figura 5.
Figura 5- Representação esquemática do PEAD. Fonte: (Coutinho, 2003)
Sendo que a fase cristalina define a resistência e a outra parte amorfa é
responsável pelas propriedades de elasticidade e flexibilidade desse plástico
(COSTA, 2014).
22
Spinacé & Paoli (2005) indicam que o polietileno de alta densidade é
considerado um termoplástico, ou seja, em determinados temperaturas podem ser
adequadamente moldados. Além disso, o PEAD é utilizado para a confecção de
recipientes como: reservatórios d’água, baldes e bacias, jarros d’água, embalagens
para alimentos, bandejas, tampas para garrafas e potes, engradados, boias para
raias de piscina, entre outros (COUTINHO et al., 2003).
Segundo Freire (2008) em altas temperatura pode haver decomposição do
plástico; enquanto Garcia e Silva (2006) complementam que os recipientes de
polietileno não são inertes, pois produtos de sua decomposição incluem substancias
de benzenos, alquilbenzeno e compostos voláteis, como cetonas e aldeídos.
Também de acordo com PISQ (2002) subtancias como os formaldeidos pertencente
ao grupo dos aldeidos podem estar presentes em água potavel por lixiviação de
constituentes presente no plastico causando sabor e ordor desagradavel na água
(VERSCHUEREN, 1983).
Sendo que todas essas substancias estão dispersas na base polimérica que
poderá entrar em contato direto com líquido armazenado estas podem se tornar
contaminantes transferidos aos produtos acondicionados por processo conhecido
como migração (FREIRE, et al.,2008).
23
Espécies químicas presentes na matriz polimérica do plástico 4.2.
4.2.1. Compostos carbonílicos
Segundo Brown et al. (2002) esses compostos carbonílicos integram a
maioria das moléculas dos compostos dos produtos químicos sintéticos. Dentro
desse grupo encontra-se a categoria aldeídos e cetonas que são compostos com
estrutura bem parecidas, por apresentarem em comum carbonila (C=O) como grupo
funcional. Diferenciados pelo menos um átomo de hidrogênio ligado ao carbono
carbonílicos no caso do primeiro, já o segundo possuem carbonila entre dois outros
átomos de carbono. Dentro do grupo aldeídos e cetonas encontram os compostos
formaldeídos, acroleína, acetaldeído, hexaldeído, propianaldeído.
Os aldeídos são compostos orgânicos bem solúveis em água e em solventes
apolares. Já as cetonas não se oxidam facilmente e são menos reativos que os
aldeídos (MARTINS et al., 2013). De acordo com Brown et al. (2002) a substância é
considerada solúvel em outra quando misturadas formando uma solução
homogênea. Quando essas substancias são liquidas se dizem miscíveis ou que se
misturam.
A solubilização de uma substância química é uma interação entre a espécie
que será solubilizada (soluto) e a substância que a dissolve (solvente), (MARTINS et
al, 2013). O processo de solubilidade para essas substancias químicas sofre
influência de fatores como: temperatura e pressão de vapor e interações
moleculares.
O processo de solubilidade refere-se à máxima concentração de substâncias
químicas dissolvidas numa quantidade definida de água pura e em geral estão na
faixa de 1 a 100.000 mg/L. A solubilidade é muito importante para se entender a
possibilidade do contaminante migrar em um meio ambiente aquático.
As características de solubilidade dos gases em uma solução são
estabelecidas pela a Lei de Henry que esclarece que a solubilidade de um gás em
água depende da pressão parcial do gás exercida sobre o líquido. A constante de
proporcionalidade utilizada nessa lei varia com o gás e a temperatura, sendo
representada pela constante de Henry (BROWN et al. 2002). O quadro 1 indica as
faixas de volatilidade de acordo com a constante de Henry.
24
Quadro 1- Faixas de Volatilidade
Volatilidade Faixa de valor (atm m³ /mol)
Não volátil Menor que 3 x 10-7
Baixa volatilidade 3 X 10-7
a 1 x 10-5
Volatilidade moderada 1 X 10-5
a 1 x 10-3
Alta volatilidade Maior que 1 x10-3
Fonte: ATSDR (1992)
Essa constante de Henry determina o grau de volatilidade de composto
químico em uma solução. Quando uma substância tem uma alta solubilidade na
água com relação a sua pressão de vapor, o composto se dissolverá principalmente
em água. No quadro 2 abaixo é apresentado as propriedades físico-químicas dos
Aldeídos de cetonas.
Quadro 2- Propriedades dos compostos carbonílicos em estudo
Compostos Solubilidade - água (mg/L) Constante de Henry (atm.m³/mol)
Aldeídos Miscível ---------
Acetona Miscível 6,8x10-6
Fonte: Melo, 2013
4.2.2. Hidrocarbonetos BTEX
Os hidrocarbonetos são substâncias pouco polares consequentemente as
forças de atração que mantém suas moléculas juntas são muito fracas. Essas
substâncias geralmente são utilizadas em indústrias químicas como matérias-primas
para síntese de outros produtos (PHELPS & YOUNG, 2001).
Os BTEX são substâncias químicas do grupo dos hidrocarbonetos,
compostos voláteis orgânicos de baixo peso molecular, sendo difíceis de serem
degradados. Dois deles (benzeno e tolueno) estão entre os que mais facilmente se
solubilizam em água, o que lhe confere alta mobilidade, além disso, apresentam
efeito cancerígeno ou tóxico agudo (SILVA, 2002). O benzeno é um elemento muito
utilizado na produção de borrachas, pesticidas, plásticos e tintas e o etilbenzeno é
usado na produção do estireno e polímeros sintéticos. Além disso, o tolueno é um
importante produto químico usado geralmente como um agente de diluição de tintas
e como solventes na produção de resinas, colas e óleos. Os xilenos geralmente são
usados como solventes em borrachas (LOPES, 2011).
As propriedades físico-químicas de maior influência sobre a mobilidade dos
hidrocarbonetos são a solubilidade da água, massa molecular, pressão de vapor e a
25
constante de Henry. A pressão de vapor e a constante da lei de Henry são medidas
que apontam a tendência de sólidos e ou líquidos volatilizarem e a massa molecular
está relacionada diretamente com solubilidade e densidade dos compostos carbono,
quanto maior a massa molar, maior será a densidade relativa e quanto maior
solubilidade das moléculas maior será a dispersão em água (SCHWARZENBACH et
al., 1993). O quadro 3 apresenta a relação das propriedades desses compostos.
Quadro 3-Propriedades físico-químicas dos Compostos BTEX
Compostos Solubilidade - água (mg/L) a 25°C
Constantes de Henry (atm.m³/mol)
Pressão Vapor (mm Hg)
Benzeno 1780 2,25x10-³ 1,25x10
-1
Tolueno 515 2,74 x10-1
3,75x10-2
Xileno 220 2,28x10-1
1,15x10-2
Etilbenzeno 152 3,58x101 1,25x10
-2
Fonte:TPHCWG, 1997
Analisando a constante de Henry para esses compostos observa-se que os
mesmos apresentam uma alta volatilidade com constantes maiores que 1 x10-³.
4.2.3. Elementos Traço
O termo elemento-traço tem sido usado para definir metais catiônicos e
oxianiônicos presentes em baixas concentrações (SPARKS, 2003). Esses
compostos inorgânicos não são frequentes na forma solúvel nas águas mas estão
presentes em coloides em suspensão ou fixados em partículas orgânicas.
De acordo com Sposito (1989) indicadores como pH influencia diretamente na
mobilidade dos elementos traços, pois, quando aumenta o pH é reduzida a
mobilidade dessas substâncias, devido à precipitação de formas insolúveis como
hidróxidos, carbonatos e complexos orgânicos. Geralmente, o mecanismo de
adsorção dos metais ocorre em altos valores de pH, pois o aumento do mesmo faz
com que a superfície de cargas negativas aumente.
O potencial redox pode influenciar a solubilidade de metais pesados. Quando
reações de oxidação estão envolvidas, a solubilidade de metais aumenta com a
redução do pH. Porém, em condições de redução, a solubilidade de metais é maior
em valores de pH mais altos. As mudanças nas condições de oxiredução podem
promover a solubilização dos metais em ambiente aquático (KIEKENS, 1983).
26
Estudo de migração: Métodos de Análise 4.3.
Segundo Arvanitoyannis & Bosnea (2004) o material polimérico utilizado como
recipientes no armazenamento de líquidos ou alimento podem conter aditivos em
sua base polimérica possibilitando possível contaminação dos produtos
armazenados por um processo denominado de migração. Esse processo
corresponde a transferência de substâncias dos materiais do recipiente plástico para
líquido ou alimento armazenado por difusão, ou transferência de massa de um ponto
de maior concentração para menor concentração, causados por um gradiente não
nulo de concentração da substancia (ROSA, 2008).
Também, Coltro & Machado (2011) apontam que ocorre migração de aditivos
para líquidos ou alimentos acondicionados em embalagens plásticas, podendo
resultar em alterações de cor, sabor, odor, textura e outros. Sendo que esse
processo depende diretamente de variações de tempo e temperatura. Além do mais,
outros fatores como espessura do recipiente e tamanho da superfície de contato
também tem influenciado de forma direta no processo de migração de sustâncias
químicas presentes na matriz polimérica de determinados recipientes plásticos, para
os produtos armazenados (ALVES, 2009).
Conforme Rosa (2008) pode haver metais presentes em determinadas
camadas de recipientes plásticos, devido à presença de resinas ou adesivos, sendo
que estas substâncias não estão quimicamente ligadas ás macromoléculas
poliméricas e podem mover-se livremente dentro da matriz polimérica possibilitando
o contato com os produtos armazenados através de reações químicas.
Similarmente, Alves (2009) descreve em seu trabalho que os aditivos plastificantes
inseridos no material polimérico altera o seu comportamento mecânico, pois reduz a
dureza do produto, essas substancias são moléculas de baixo peso molecular e
geralmente não estão quimicamente conectados a matriz polimérica, facilitando o
processo de migração para os produtos armazenados.
Para identificação de substancias migradoras, pesquisas utilizam métodos
analíticos como leitura por cromatografia. Essa analise se trata da separação físico-
química de constituintes de uma mistura, podendo ser utilizado para a identificação
de compostos, por comparação com padrões previamente existentes (DEGANI et al.,
1998).
27
As técnicas cromatográficas mais utilizadas são: Cromatógrafo Iônico (IC) com
detecção condutométrica e auto supressão, cromatografia gasosa (GC) e a
cromatografia em fase líquida de alta eficiência (HPLC) ou método (CLAE). Os
métodos cromatográficos podem ser utilizados separadamente ou em conjunto com
outros métodos de analises, dependendo das substancias a serem separados ou
identificados (GOULART, 2012).
Segundo Marques (1999) para determinação de espécies catiônicas é utilizada
cromatografia de íons que inclui processos cromatográficos envolvendo diferentes
mecanismos de separação (troca iónica, partição, exclusão de íons) por um
processo rápido e de alta eficiência, é visualizado por detector online facilitando a
determinação de espécies iónicas.
Para determinação de compostos orgânicos tem sido muito utilizado, a
cromatografia gasosa (GC). As amostras de água são vaporizadas. No processo, a
fase móvel é um gás e a estacionária é um liquido contidos dentro da coluna, na
qual ocorre a retenção de (substancias analisadas) por adsorção. Sendo que a fase
móvel serve apenas para transportar o composto através da coluna não reagindo
com as moléculas das substancias em analise (SKOOG et al., 2006). Essa técnica
oferece resultados precisos, e consiste na separação de mistura volátil, a amostra
vaporizada passa por uma coluna, onde ocorre a separação dos componentes da
mistura e obtendo por fim um cromatograma apresentando o comportamento dos
elementos químicos (FERNANDES, 2010).
Buscando melhorias na detecção com a cromatografia gasosa buscou-se a
junção dessa analise com a espectroscopia de massa, essa combinação é
conhecida como CG-MS. As amostras provenientes do CG na forma de vapor são
transportadas por eletros e quebradas formando cargas positivas ou negativas, e
partir da diferença de cargas é possível separa-los. Com a separação dos íons é
possível criar um gráfico produzido pelo sistema de dados (SKOOG et al., 2006).
Geralmente há muita dificuldade na identificação das substancias (benzeno,
tolueno, etilbenzeno e xilenos), pelas característica voláteis e baixa concentração.
Afim de aprimorar a técnica da cromatografia gasosa, que apresenta baixa detecção
para substancias de baixa concentração, é introduzida a técnica de headspace, que
é eficiente para analisar compostos de baixa concentração (LOPES, 2011). O
28
headspace é uma técnica para extração de voláteis de amostras, procedimento
muito utilizado para pré-concentrar compostos voláteis em baixas concentrações
(GABATO & LANÇAS, 2001). Esse processo é utilizando empregando um sistema
fechado aquecido, onde o vapor extraído a partir do aquecimento da amostra é
introduzido em um cromatógrafo a gás. (FRANZ et al., 2004).
Nerin et al. (2002) identificaram a migração de compostos orgânicos BTEX em
recipientes plásticos, do plástico para o produto armazenado, utilizando técnica de
CG-MS para análise de espécies químicas instáveis. Também Welle et al (2002)
através da cromatografia gasosa associado ao processo de headspace identificaram
a migração de compostos voláteis em recipientes de polietileno de baixa e alta
densidade.
A cromatografia em fase líquida de alta eficiência (HPLC) ou método (CLAE) é
utilizada na separação de espécies químicas orgânicas e inorgânicos, envolvendo
uma fase móvel líquida e fase estacionária com pequenas partículas sólidas
(SKOOG, 2006). A cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) é um método
caracterizado pela sua sensibilidade, na determinação e adequação à separação de
espécies termicamente instáveis. Para análise de aldeídos e cetonas é utilizado
procedimento cromatografia em fase líquida (HPLC), utilizando o DNPH, um agente
derivatizante utilizado com frequência na determinação de aldeídos e cetonas, tanta
para amostras líquidas como gasosas (JUCHEM, 2013). Esse derivatizante melhora
a sensibilidade do método CLAE pois os compostos carbonílicos são termicamente
instáveis. É realizado uma reação química entre DNPH e as espécies carbólicas
formando a hidrazona que apresenta uma estrutura semelhante aos compostos
cetonas e aldeídos (SKOOG, 2006).
Freire et al. (2008) em suas analises identificou a presença de compostos
químicos como espécies instáveis: aldeídos e cetonas, provenientes de aditivos
inseridos na base polimérica de recipientes de polietileno, como solventes residuais
de tintas e outros. Também Machado (2010), através da análise da qualidade de
água armazenado em PEAD, identificou a presença de aldeídos e cetonas que
migraram da embalagem para a água reservada. Além disso, pesquisas realizadas
por Rosa (2008) identificaram que compostos voláteis, não estáveis como aldeídos e
29
cetonas também são resultantes da degradação do material polimérico e podem
migrar para os produtos armazenados em recipientes plásticos.
Segundo Skoog (2006) o método de espectroscopia de massa de diluição
isotópica com fonte de plasma acoplado indutivamente (ICP-MS) utilizado para
determinação de elementos traço, é empregado na leitura de estruturas moleculares
na determinação qualitativa e quantitativa de compostos orgânicos e inorgânicos. O
plasma do (ICP) é um dispositivo no qual ocorre o processo de vaporização e
ionização das partículas de vapor da amostra que permite a análise de soluções
aquosas, o dispositivo MS funciona para a detecção de íons gerados pelo ICP. Para
o caso das substancias inorgânicas essa técnica detecta a sua composição
elementar e isotópica, através do processo de troca iônica por meio de uma resina,
logo os elementos traços são separados dessa resina por uma solução ácida e por
fim determinados pelo espectro (MATTHEWS, 2006).
Soares (2008) detectou a presença de Cd em recipientes nacionais de PET e
PEAD. Os compostos de Cd são utilizados como pigmentos e agentes estabilizantes
em alguns tipos de plástico, em vários países da Europa. Também elementos
tóxicos foram detectado em um grande número de recipientes de PEAD. Os
elemento tóxicos como Cr, As, Cd, Co, Cr e Sb foram detectados em recipientes
analisados de PEAD que eram utilizados para armazenar alimentos aquosos (leite,
suco), confirmando a presença de contaminantes na matriz polimérica desse tipo de
polímero.
Em suas pesquisas Al Malack (2001) usando material de PVC identificou que
parâmetros de qualidade de água, tais como o pH da água, da temperatura, e
sólidos totais dissolvidos (TDS) podem influenciar no processo de migração de
substâncias inorgânicas como Pb, Sb, Ca, Cd, Ba. As mesmas são inseridas no PVC
com função de estabilizantes para melhorar propriedade do material polimérico, que
em determinadas temperaturas pode sofrer decomposição ou se desintegrar.
Além disso, pode-se utilizar a técnica de ICP OES (espectrometria de emissão
atômica com plasma acoplado indutivamente) para determinação desses elementos.
Essa técnica tem sido muito utilizada por apresentar sensibilidade e precisão nas
analises e se tratar de método simples de detecção de metais (SOUZA et al., 2006).
Possibilitando também a determinação multielementar com alta frequência analítica.
30
Com base nos estudos realizados verifica-se que substâncias existentes na
matriz polimérica provenientes da adição de compostos usados para melhoria da
propriedade dos materiais poliméricos, podem migrar para o produto armazenado
nesses recipientes. Diante das discursões levantadas verifica-se a importância em
investigar a garantia de armazenamento de água em cisternas de polietileno para
consumo humano.
31
CAPITULO 3
5. DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo selecionada está inserida no semiárido da Bahia, e será
descrita sucintamente a seguir.
Semiárido da Bahia 5.1.
O Semiárido na Bahia abrange 265 municípios (Figura 6) em 391 mil km²,
cerca de 2/3 do Estado, contendo cerca de 7 milhões de habitantes, dos quais 53%
em áreas urbanas.
Figura 6- Municípios localizados no semiárido baiano. (SEI, 2003)
A região semiárida fica localizada ao norte do estado da Bahia, ocupando cerca
de 70% da sua área total (IBGE, 2010). O bioma predominante da região é a
caatinga, o mesmo é composto por espécies xerófilas, deciduais, lenhosas, em geral
espinhosas, com ocorrências de plantas, de padrão tanto arbóreo quanto arbustivas.
32
A geologia dessa região é bem diversificada, porém predomina-se as rochas
cristalinas, caracterizada por solos rasos (cerca de 0,60 m), ou seja, menores
índices de infiltração. Como predominante da região o semiárido baiano apresenta
baixas precipitações (médias abaixo de 800 mm) e índices de evapotranspiração
potencial (acima de 1.000mm), as temperaturas médias anuais alcançam acima de
24° C até 26° C, caracterizam o clima seco predominante na maior parte do interior
do Estado da Bahia.
A hidrografia da região é evidenciada por cursos d’água intermitentes, que têm
vazão apenas em períodos de chuva. Apenas alguns rios de maior porte se
destacam como rios perenes como: rio São Francisco, rio Pardo, rio de Contas, e rio
Paraguaçu e rio Itapicuru (SEI, 2011).
Município de São Domingos 5.2.
5.2.1. Zona Sisaleira
O município de São Domingos está inserido no Território de Identidade do Sisal
com área de 21.256,50 Km² sendo composto por 20 municípios: Cansanção, Itiúba,
Monte Santo, Nordestina, Valente, Barrocas, Biritinga, Queimadas, Quijingue,
Serrinha, Teofilândia, Conceição do Coité, Ichu, Lamarão, Retirolândia, Santaluz,
Araci, Candeal, São Domingos e Tucano. A população total do território é de
582.331 habitantes, dos quais 333.149 vivem na área rural, o que corresponde a
57,21% do total (SIT, 2015).
Dos vinte e quatro territórios definidos pela SEI, o do Sisal apresenta o terceiro
mais crítico Índice de Desenvolvimento Humano (IDH-M 0,589). Além disso,
classificado como o quarto território com o maior indicador de mortalidade infantil em
2000 (59,5 por óbitos de crianças com menos de um ano de idade) e o PIB do
território de identidade do sisal corresponde a apenas 2% do Produto Interno Bruto -
PIB da Bahia (EMBRAPA, 2011).
A escassez da região é caracterizada geralmente pelo baixo volume das águas
provenientes das chuvas, como em todo semiárido, dificultando muitas vezes as
atividades econômicas em seus múltiplos segmentos. Com relação aos índices. Os
pluviométricos variam entre 600 mm e 800 mm anuais, porém não apresentam uma
33
regularidade; as chuvas anuais normalmente se concentram-se em dois ou três
meses (EMBRAPA, 2011).
5.2.2. Localização
O município de São Domingos situa-se a 250 km de Salvador. Está localizado
na região de planejamento do nordeste do estado da Bahia (SEI, 2011), limitando-se
a leste com o município de Retirolândia, a oeste com Gavião, a sul com Nova Fátima
e Conceição do Coité, e ao norte com Santa Luz e Valente como mostrado na Figura
7 (SEI, 2015).
Figura 7- Município de São Domingos
A sede municipal tem altitude de 310 metros e coordenadas geográficas
11°29’00” de latitude sul e 39°31’00” de longitude oeste. O acesso a partir de
Salvador é efetuado pelas rodovias pavimentadas BR-324, BR-116 e BA- 409 num
percurso total de 252 km (CPRM, 2005).
5.2.3. Aspectos Socioeconômicos
34
Segundo SEI (2015) a área municipal é de 326,948 km2. A população total é de
9.226 habitantes, sendo 5.916 residentes na zona urbana e 3.310 na zona rural, com
uma densidade demográfica de 28.22 hab/km2.
A pirâmide etária do município (IBGE, 2011) indica uma concentração na faixa
de 20 a 29 anos com 20 % da população. De acordo com Lima et al. (2008) sua
base econômica está apoiada na agricultura e na pecuária. A pecuária é praticada
em áreas de pastagens plantadas e de forma extensiva. Já as atividades agrícolas
estão baseadas na agricultura de subsistência, a exemplo do milho, feijão e da
mandioca, porém, a principal atividade agrícola é o cultivo do sisal, praticado em
pequenas e médias propriedades rurais.
O abastecimento de água é feito pela Embasa, sendo que 45,1% dos domicílios
possuem acesso a água encanada. De acordo com SIAB, 54,4% dos domicílios
estão ligados a rede pública de esgoto, correspondendo a 5.852 residências.
A zona rural de São Domingos é dominada por propriedades de pequeno e
médio porte. Determinadas comunidades apresentam organização de moradias
dispersas impossibilitando a distribuição de água para abastecimento. A maior parte
das casas não tem banheiro ou qualquer outra instalação hidráulica.
5.2.4. Aspectos fisiográficos
Segundo CPRM (2005) devido ao semiárido e sofrer longos períodos de
estiagem, o município está inserido na área do “Polígono das Secas”. São Domingos
apresenta, dentre suas características, irregularidade na distribuição pluviométrica
durante o ano (média pluviométrica anual local entre 400 a 600 mm) ocasionando a
ausência de estação chuvosa definida; temperatura média anual em torno de 24,0ºC
(máxima 29,2ºC e mínima de 20,2ºC).
O solo característico da região é o planossolos solódicos eutróficos e
neossolos regolíticos eutróficos, apresentando uma vegetação do tipo caatinga
arbórea aberta. O relevo está representado pelo pediplano sertanejo separado por
riachos que alimentam à bacia hidrográfica do rio Jacuípe (CPRM, 2005).
35
5.2.5. Geologia
A geologia do município de São Domingos é basicamente composta por rochas
cristalinas e está representada pelos complexos Caraíba e Santa Luz (CPRM, 2005).
5.2.6. Hidrologia
O município está localizado na bacia do rio Paraguaçu, às margens do seu
afluente, o rio Jacuípe, inserido na Mesorregião Geográfica do Nordeste Baiano,
Território de identidade do Sisal (SEI, 2011). O conjunto de fatores apresentados,
associados as características de altitude correspondendo a média de 310 m, o que
cria obstáculos à formação e ao escoamento da rede de drenagem, formando
regimes, na sua maioria, do tipo intermitente e perene.
É importante salientar, que na área em estudo não há registros de dados
climatológicos. Dessa forma para realizar a análise de pluviosidade, recorreu-se aos
dados pluviométricos das estações circunvizinhas, com séries históricas
representativas disponíveis no banco de dados do (INEMET) Instituto Nacional de
Meteorologia e Agencia Nacional de Água (ANA).
A Erro! Autoreferência de indicador não válida. apresenta a série de dados
de precipitação total média mensal (mm) e o total anual das estações de Valente
período (1933-2000); Santa Luz (1958-1987) e Serrinha (1961-1990) e uma relação
da entre as precipitações de Serrinha e Valente.
Tabela 1- Precipitação total média mensal (mm) das estações próximas de São Domingos
Jna Fev Mar Abr Mai Jun Jul gos set Out Nov Dez Total
Valente 43,9 53,9 48,1 49,9 45,3 32,7 40,3 23,5 19,3 27,5 70,5 57,3 512,2
Santa Luz 50,6 85,1 82,3 73,2 50,1 63 34,8 23,1 14,6 30,9 55,5 54,2 617,4
Serrinha 82,2 80,4 102,8 84 108,8 95,2 79,8 54,6 37,6 50 65,3 101,7 942,4
Média 58,9 73,13 77,7 69,03 68,06 63,6 51,6 33,7 23,8 36,1 63,7 71,0 690,6
PSerrinha/PValente 1,9 1,5 2,1 1,7 2,4 2,9 2,0 2,3 1,9 1,8 0,9 1,8 1,8
PSerrinha/PSta.Luz 1,6 0,9 1,2 1,1 2,2 1,5 2,3 2,4 2,6 1,6 1,2 1,9 1,5
Fonte: INEMET (2015)
A Figura 8 extraída do Google Maps mostra a posição relativa dos três
municípios e aproximada das três estações meteorológicas.
36
Figura 8-Posição relativa dos três municípios. (Google Maps, 2016)
Embora o município de Valente seja o mais próximo de São Domingos, serão
utilizados dados climatológicos de evaporação, temperatura e evapotranspiração
obtidos na estação (83190) de Serrinha, mantida pelo INEMET, por ter série de
dados mais representativa. Os dados gerados para caracterização da chuva das
estações de Valente (a mais próxima de São Domingos) no período (1933-2000) e
Santa Luz no período (1958-1987), não serão utilizados por apresentarem falhas nos
registros.
Entretanto, observa-se que as precipitações médias mensais em Serrinha é
aproximadamente o dobro da precipitação em Valente e em Santa Luz, para todos
os meses do ano. Logo, as três estações possuem regime pluviométrico
diferenciado entre si durante o ano. Provavelmente a estação de Serrinha, pelo fato
de estar mais próximo do litoral, apresenta os maiores valores de precipitação.
Segundo os dados do INEMET para a estação (código INEMET 83190) de
Serrinha no período (1961-1990), a precipitação média anual é de 990,00 mm.
Cerca de mais de 30% da precipitação tende acontecer entre os meses de fevereiro
a abril. Como no banco de dados não há registros de evapotranspiração, foi
realizado cálculos de desse dado utilizando o método de Thornthwaite foi necessário
utilizar dados de temperatura média disponível no banco de dados do INEMET
(2015) para estação (83190) de Serrinha no período (1961-1990).
37
Os maiores valores de evapotranspiração foram nos meses de verão pois a
evapotranspiração potencial leva em consideração a transpiração das plantas, que é
superior nos meses de verão.
O gráfico 1 mostra o balanço hídrico para estação de Serrinha, com os dados
de precipitação e evapotranspiração, onde se evidencia que entre os meses de
agosto a meados de janeiro ocorre o período de déficit hídrico na região
Gráfico 1-Balanço Hídrico - Estação Serrinha
A temperatura média anual é da ordem de 25 °C conforme o
Gráfico 2, ocorrendo maiores temperaturas entre os meses janeiro a maio,
novembro e dezembro.
Gráfico 2- Temperatura média anual - Estação Serrinha
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
jan
eiro
Feve
reir
o
mar
ço
abri
l
mai
o
jun
ho
julh
o
ago
sto
sete
mb
ro
ou
tub
ro
no
vem
bro
dez
em
bro
Evap
otr
anp
iraç
ão (
mm
)
Pre
cip
itaç
ão (
mm
)
precipitação Evapotranspiração
20,0
21,0
22,0
23,0
24,0
25,0
26,0
jan
eiro
Feve
reir
o
mar
ço
abri
l
mai
o
jun
ho
julh
o
ago
sto
sete
mb
ro
ou
tub
ro
no
vem
bro
dez
em
bro
Tem
per
atu
ra (
°C)
Temperat…
38
A umidade relativa média anual Gráfico 3 é da ordem de 80%, sendo que os
valores máximos mensais ocorrem no período de março a agosto, e os mínimos
acontecem de setembro a janeiro.
Gráfico 3-Umidade mensal - Estação Serrinha
72,0
74,0
76,0
78,0
80,0
82,0
84,0
86,0
88,0
jan
eiro
Feve
reir
o
mar
ço
abri
l
mai
o
jun
ho
julh
o
ago
sto
sete
mb
ro
ou
tub
ro
no
vem
bro
dez
em
bro
Un
idad
e m
édia
(%
)
Umidade média
39
Descrição das comunidades estudadas 5.3.
Foram selecionadas as comunidades de Sitio Novo e Ouro Verde, ambas
localizadas a 13 km da sede de São Domingos Figura 9, devido às condições
críticas de abastecimento e contar com utilização de água armazenada em cisternas
como forma de alternativa de abastecimento de água.
Figura 9- Comunidades estudadas
5.3.1. Comunidade Sitio Novo
A comunidade de Sitio Novo apresenta uma população formada por 100
famílias que residem em casas de alvenaria sendo que a maioria estão próximas da
escola municipal. A comunidade possui uma escola (Figura 10a) que atende até o
ensino primário, sendo que os estudantes do segundo grau precisam se deslocar até
sede de São Domingos para ter acesso ao colégio, ademais há uma igreja católica
localizada no centro da comunidade (Figura 10b).
As famílias pertencentes a Sitio Novo é composta de aproximadamente 3 a 4
moradores por casa, a maioria dos moradores possui o primeiro grau incompleto de
escolaridade.
40
Figura 10a: Imagens comunidade Sitio
Novo, (a) Escola municipal
Figura 10b: Imagens comunidade Sitio Novo, (b) Igreja católica
Sitio Novo possui uma rede de abastecimento de água tratada que apresenta
uma distribuição de água tipo rodizio. Além disso, há uma rede de esgotamento
sanitário que não atende todas as residências. Como alternativa para abastecimento
de água, praticamente a maioria dos moradores utilizam cisternas para o
armazenamento de águas de chuva.
5.3.2. Comunidade Ouro Verde
A comunidade de Ouro Verde apresenta uma população de 212 famílias e a
maioria dos moradores apresenta o primeiro grau incompleto de escolaridade.
Possui uma escola municipal que atende os estudantes até o ensino primário. As
famílias dessa comunidade são compostas por aproximadamente de 2 a 4
moradores por casa. Nessa comunidade todas as residências estão conectadas a
rede de abastecimento de água da EMBASA, enquanto algumas residências
encontram-se conectadas a uma pequena rede de esgotamento sanitário. Os
moradores contam também com um açude próximo as residências, sendo utilizado
para fins menos nobres.
41
CAPITULO 4
6. DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL
1ª Etapa
Caracterização das cisternas de polietileno
Visita a campo
Coleta de dados sbre as cisternas de polietileno nos orgãos publicos do municipio
Analise dos dados coletados
2° Etapa
Identificação do processo de migração
Analise da qualidade de água
Coleta de amsotras de água em campo
Analise de parametro fisico químicos utilizando medidor multiparametrico
42
Caracterização da Pesquisa 6.1. A pesquisa teve caráter quali-quantitativo, com pesquisa de campo utilizando
técnicas de coleta de dados e procedimentos de amostragem. A primeira etapa
visou caracterizar uso de cisternas de polietileno para armazenamento de água de
chuva para consumo humano. A segunda etapa buscou-se identificar se ocorre a
presença de espécies químicas presente na matriz polimérica dessas cisternas, na
água de chuva armazenada. Também se verificou se as espécies químicas
quantificadas na água estão dentro dos limites de potabilidade exigidos pela
legislação vigente. O presente estudo foi realizado em cisternas de polietileno
localizadas em comunidades rurais do município de São Domingos pertencentes ao
Semiárido Baiano.
Primeira etapa da pesquisa 6.2.
6.2.1. Caracterização do uso de cisternas de polietileno para armazenamento de
água para consumo humano
Para realizar a caracterização do uso de cisternas de polietileno, verificou-se a
quantidade de comunidades rurais existente no município de São Domingos, e
quantificou-se as cisternas de polietileno implantadas nessas localidades. Os dados
foram coletados (APÊNDICE A) nos órgãos públicos do município como a Secretaria
de Agricultura e Meio Ambiente para identificar preliminarmente o cenário referente à
existência de cisternas nas comunidades e os tipos de cisternas existente no
município de São Domingos.
Logo em seguida foi realizada a seleção das comunidades em estudos com
base nos critérios: condições de abastecimento e existência e uso de cisternas de
polietileno para captação e armazenamento de água para consumo humano (Figura
11).
Figura 11 - Critérios para seleção das comunidades
43
A partir das análises das condições de abastecimento de água e presença de
cisternas de polietileno, verificou-se que as comunidades Ouro Verde e Sitio Novo
apresentavam cisternas de polietileno para armazenar água de chuva para consumo
humano e, além disso, denotaram condições críticas de abastecimento de água.
Com base nessas informações e a partir do embasamento teórico, foi realizado
um questionário piloto (APÊNDICE B), para a identificação dos principais fatores
como o uso dado à água armazenadas nas cisternas, período de implantação das
mesmas, condições estruturais das cisternas e se existe alguma inadequação.
Para aplicação desse questionário o conselho de ética da UFBA indicou as
resoluções apresentadas no Quadro 4. Como essas legislações são do Conselho
Nacional de Saúde, observou-se que não há diretrizes para a aplicação de
questionários somente com questionamentos técnicos como os que foram aplicados
nas comunidades em estudo.
Quadro 4-Resoluções consultadas Resolução Órgão
N° 196 de outubro de 1996 Conselho Nacional de Saúde
N°466 de dezembro de 2012 Conselho Nacional de Saúde
N°510 de abril de 2016 Conselho Nacional de Saúde
O questionário foi constituído de questões do tipo fechadas para atender uma
amostra de 254 residências das comunidades Sitio Novo e Ouro Verde pertencente
ao município de São Domingos, além disso, o questionário aplicado consiste de
questões de observações técnicas por parte do entrevistador.
Foram realizados registros fotográficos como forma de demonstração do objeto
em estudo. A análise dos dados preliminares contribuiu para o aprimoramento do
estudo e auxiliaram no entendimento do uso da cisterna, porém como já foi muito
discutido e pesquisado por muitos autores sobre as cisternas convencionais. O
presente estudo indica brevemente sobre as cisternas existentes e o foco da
discussão é direcionada basicamente para as cisternas de polietileno.
Nos resultados preliminares é tratado os dados levantados referente as
cisternas de polietileno levando em conta as características relevantes para objetivo
da pesquisa como o uso da água armazenada nas cisternas de polietileno, período
44
de implantação das mesmas e a quantidade dessas cisternas existentes nas
comunidades rurais pertencente ao município de São Domingos.
Segunda etapa da pesquisa 6.3.
Na segunda etapa do trabalho, a fim de identificar a ocorrência do processo de
migração de espécies químicas presente na matriz polimérica das cisternas de
polietileno, analisou-se a qualidade da água armazenada nessas cisternas e
verificou se as espécies quantificadas estão dentro dos limites exigidos pela
legislação vigente para potabilidade de água.
6.3.1. Verificação da ocorrência do processo de Migração das espécies químicas
Com o propósito de verificar se espécies químicas presentes na matriz das
cisternas de polietileno estão presentes na água armazenada, foi realizada a análise
da qualidade de água a fim de investigar uma provável migração de espécies
químicas da matriz polimérica para a água de chuva armazenada nessas cisternas.
As analises foram realizadas utilizando técnicas Cromatográficas e de
Espectroscopia para identificação das espécies químicas investigadas nas amostras
de água, técnicas comuns aos estudos de migração de substancias químicas. Para
análise da qualidade da água será utilizado os seguintes procedimentos:
6.3.1.1. Amostragem
Inicialmente determinou-se a distribuição amostral para coleta de amostras de
água das cisternas de polietileno. Preferiu-se coletar água das cisternas com
instalação mais antiga. O tamanho da amostra foi definido com base no volume de
recursos disponível no Projeto. Assim sendo, foi proposta uma amostragem de 19
cisternas em Ouro Verde e 19 cisternas em Sítio Novo, de um total de 62 cisternas
de polietileno existentes nas duas comunidades em estudo, visando-se ter duas
amostras de mesmo tamanho. A equação 1 foi utilizada para definir o erro amostral
praticado, supondo, que a amostragem foi do tipo aleatória simples.
𝑛𝑜 = (𝑛.𝑁
N−𝑛)
𝑛𝑜 =1
Eo²
(1)
(2)
45
Onde: n = tamanho da amostra (38); N = Tamanho da população (62); n0 =
primeira aproximação do tamanho da amostra (98); e o = erro amostral tolerável
(10,1%). Entretanto, devido a limitações da atividade em campo (cisternas vazias e
casas fechadas) a amostra foi reduzida para 36 cisternas, com amostras de
tamanhos diferentes. Recalculando – se através da equação 1 e 2, o erro amostral
foi de 11%.
Para análise de elementos traço (metais) determinou-se 15 amostras das
cisternas mais antigas que foram amostradas. Esse número foi determinado com
base na limitação de recursos para análise para desses parâmetros.
6.3.1.2. Coleta, armazenamento, transporte e análise de amostra de água de
chuva armazenada em cisternas de polietileno.
Inicialmente foi realizada a coleta de água nas comunidades selecionadas para
estudo. A coleta, o armazenamento, o transporte e a análise de amostras de água
das cisternas na região foram realizados durante o período de 28 de abril a 12 de
maio de 2016, fim do período seco, de acordo com o descrito no Standard Methods
(2012).
Em campo, foram determinados os parâmetros que podem influenciar no
processo de migração, como: temperatura (°C), pH, condutividade elétrica (μS cm-
1), potencial redox (mV), e oxigênio dissolvido (mg/L) utilizando um medidor
multiparamétrico (HACH HQ-30d flexi) de acordo com a Figura 12. Calculando-se
então os parâmetros sólidos totais dissolvidos (mg L-1), e salinidade (%).
Figura 12 - medidor multiparamétrico
De acordo com a Figura 12 cada eletrodo se conecta ao medidor. Da esquerda
para direita, identifica-se o eletrodo que mede OD (oxigênio dissolvido), o segundo
46
mede a condutividade elétrica e o terceiro eletrodo mede pH, temperatura e
potencial redox. A partir da medida de condutividade elétrica é possível obter os
dados de salinidade e sólidos totais dissolvidos. Foi realizada a limpeza dos
eletrodos, antes e após cada analise, utilizando água destilada armazenada em
picete de acordo com a Figura 13.
Figura 13 - Água destilada
No laboratório LAQUAN do Instituto de Química da UFBA foram realizadas as
análises de água coletadas em campo, para as possíveis espécies químicas
oriundas na matriz polimérica das cisterna de polietileno em estudo: os
hidrocarbonetos (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos), compostos carbonílicos e
elementos metais traço.
As amostras de água de chuva foram coletadas através de um recipiente
plástico com corda (Figura 14) para coletar dentro das cisternas a água, na coleta foi
realizado uma homogeneização da água armazenada na cisterna utilizando o
próprio recipiente da coleta de água e logo armazenadas em frascos de vidro escuro
(Figura 15) e os mesmos foram adequadamente limpos, fornecidos pelo Laboratório
de Química Analítica Ambiental do Departamento de Química Analítica da UFBA
(LAQUAM / IQUFBA).
As amostras de água coletadas foram acondicionadas em caixa de isopor
(Figura 16), com resfriamento por meio de gelo. Além disso, as amostras foram
transportadas de São Domingos para o laboratório em Salvador no prazo máximo de
sete horas após a coleta e as mesmas foram armazenadas em geladeira conforme a
Figura 17.
47
Figura 14 - Recipiente plástico
Figura15 - Frasco de Vidro
Figura 16 - Caixa de isopor
Figura 17 - Amostras em
geladeira
Segundo o procedimento nº 9.060 A e B, descrito no Standard Method (2012),
deve-se evitar o contato direto entre a boca do recipiente e a saída de líquidos
(neste caso a borda do balde) e não apoiar a tampa que irá fechar o recipiente sobre
nenhuma superfície. Deve-se inserir uma quantidade de água no frasco de vidro e
agita-la para que haja maior contato da amostra no recipiente (procedimento de
ambientação da amostra). Além disso, indica-se inserir uma quantidade de água no
frasco até a boca para evitar entrada de ar ou formação de bolhas de ar, o que altera
as condições da amostra coletada.
Realizou-se a identificação do frasco de coleta com o rótulo padrão informando
data, hora e numeração da amostra. Também se adaptou uma fita adesiva
transparente no rótulo para evitar que as informações que constam no rótulo não se
apaguem no caso de vazamentos e/ou umidade da caixa de isopor para o
acondicionamento.
Para amostras armazenadas em frascos plásticos que serão utilizadas nas
análises de substâncias elementos traço, foram conservados ácido nítrico (HNO3)
concentrado até pH < 2 conforme recomendado. As amostradas foram acidificadas
com 0,6% de ácido nítrico MERCK.
48
Posteriormente será realizada a análise da qualidade de água para as
substancias orgânicas e inorgânicas em laboratório e os dados trabalhados serão
submetidos à análise estatística e tratados em tabelas e gráficos para a melhor
compreensão e discussão dos resultados.
6.3.1.3. Técnicas analíticas que aplicadas para as análises das amostras de
água coletadas
Para análise de água armazenada em cisternas de polietileno será utilizado
procedimento de cromatografia gasosa (para analise dos BEX), líquida (compostos
do grupo aldeídos e cetonas), iônica (cátions) e técnica de espectrometria de massa
(elementos traço), que será discutido a seguir:
O método de espectroscopia de massa diluição isotópica com fonte de plasma
acoplado indutivamente (ICP-MS) ou espectrometria de emissão atômica com
plasma acoplado indutivamente (ICP-OES) são técnicas utilizadas para
determinação de elementos traço.
Já a análise de detecção por ionização em chama (FID) por cromatografia a
gás utilizada para detectar BTEX de chamas, é realizado acompanhado do processo
de headspace.
Nesse trabalho o método analítico para determinação dos compostos
carbonílicos (aldeídos, cetonas e acroleína) foi baseado na derivatização com o
DNPH e analisado com a cromatografia de líquida de alta eficiência - HPLC.
A cromatografia iônica (IC) determina a concentração de cátions presentes, de
forma seletiva para separação e determinação de uma série de íons presentes nas
amostras em baixas concentrações.
Para os métodos analíticos utilizados na determinação das espécies químicas
em estudo, como compostos do grupo aldeídos e cetonas (formaldeído, acetaldeído,
acetona, acroleína, propianaldeído e Hexaldeído), elementos traço (antimônio (Sb),
cromo (Cr), chumbo (Pb), cadmio (Cd), cobre (Cu), mercúrio (Hg), níquel (Ni), Ferro
(Fe), alumínio (Al), Zinco (Zn)) e os hidrocarbonetos – (benzeno, tolueno,
etilbenzenos e xileno).
49
Como esta sendo utilizada analises química experimental para processo de
quantificação das substancias em estudo utilizou-se o parâmetro (LQ) que
representa a menor concentração da substância de interesse que pode ser medida
por meio de um procedimento experimental, podendo ser calculado a partir de uma
curva analítica.
a) Determinação de compostos carbonílicos (aldeídos, cetonas)
Para determinação de compostos carbonílicos foi desenvolvida uma
metodologia a fim de garantir determinações mais específicas e sensíveis para a
quantificação dos compostos (aldeídos, cetonas). Segundo estudos, observa-se
baixos níveis de aldeídos e cetonas em analises de amostras, principalmente as
cetonas que são compostos extremamente voláteis. Sendo assim, a fim de garantir
melhorar as condições experimentais, realizou-se uma pré-concentração em fase
sólida das amostras de água coletas e campo.
Inicialmente foi realizado a impregnação de filtros de fibra de vidro (Figura 18)
com 2,4-DNPH (dinitrofenilhidrazina) 30 mmol l-1 e secagem em dessecador por 48 h
(figura 19). Cada filtro foi impregnado com 500 µL (0,5 ml) permitindo que esse filtro
com a substancia DNPH possa fixar o máximo de compostos de interesse.
Figura 18 - Filtros de fibra
Figura 19 - Dessecador
Na pré-concentração dos aldeídos/cetonas em fase sólida foi necessária a
filtragem lenta com bomba à vácuo (figura 20) das amostras, com o uso do filtro
impregnado, para fixação dos substancias de interesse. Logo em seguida foi
realizada o processo de extração, com filtro contendo os aldeídos já fixados como
hidrazonas, foi transferido do amostrador para um vial de borosilicato (figura 21),
50
tampa em polipropileno e septo de PTFE/silicone, previamente limpo com detergente
neutro e descontaminado com acetonitrila. Neste vial, foram adicionados, em
seguida, 6 ml de acetonitrila e o mesmo colocado por 20 minutos em ultrassom
(figura 22), transferindo-se posteriormente 1,5 ml desta solução para um tubo tipo
Ependorff, onde centrifugava-se por 5 min (figura 23) a 13.500 rpm (para decantação
dos sólidos presentes na amostra).
Figura 20 - Bomba de Vácuo Sl 60
Figura 21 - Vial de borosilicato
Figura 22- Ultrassom
Figura 23 - centrifuga
Os compostos carbonílicos (aldeídos e cetonas) foram determinados por
cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) (Figura 24) com condições
cromatográficas descritas no quadro 5.
51
Figura 24 - HPLC utilizado na determinação de aldeídos e cetonas
Quadro 5-Condições cromatográficas para método de analise
Condição Descrição
Cromatógrafo 1220 Infinity LC System - Agilent Technologies
Coluna Zorbax ODS 5 um, 4,6 x 250 mm - Agilent
Detector UV-visível em 360 nm
Fase Móvel Acetonitrila (60%): Água (40%)
Volume injetado 20 µL
Pressão Máx. 400 bar
Amostrador Automático
Vazão de Eluição 1,2 mL min-1
Tempo de corrida 30 min
Para quantificação das substâncias (aldeídos e cetonas) foram construídas
curvas de calibração analítica. A tabela 2 mostra os volumes usados de cada
reagente e a ordem de adição em sequencia.
Tabela 2-Preparo dos padrões para a curva analítica de calibração
Soluções Volume (µL)
Acetonitrila (ACN) Solução Padrão (200 µg L-1
) Total
P3 493 7 500
P5 488 12 500
P10 475 25 500
P20 450 50 500
P30 425 75 500
P40 400 100 500
P50 375 125 500
P60 350 150 500
Branco 500 -
Para elaboração das curvas analíticas de calibração foi utilizado os padrões
Sigma - Aldrich@ (Aldeído/Cetona - DNPH - 1.0 μg mL-1 da substancia em estudo
com acetonitrila). Foi preparada uma solução estoque em um balão de 5 mL, com
52
diluição do padrão para 200 μg L-1. Em seguida foram realizadas diluições
sucessivas em vial de 1,5 mL a partir da solução estoque para construção da curva
analítica de calibração na faixa 3 a 60 μg L-1 (APÊNDICE C).
O processo de calibração foi realizado pela obtenção do sinal de resposta (área
do pico no cromatograma), sendo a curva analítica composta de 9 pontos e os
dados ajustados pelo método dos mínimos quadrados, que fornece os coeficientes
de regressão, que no caso de um ajuste linear equação 3 são os coeficientes linear
e angular), para o número total de amostras (N) utilizadas como padrões de
calibração (RIBEIRO et al., 2008).
Y = a + bx
Onde,
Y = resposta obtida; x = concentração; a = interseção com eixo Y, quando x=0
(coeficiente angular); b = inclinação da curva (coeficiente linear).
As curvas de calibração analítica foram elaboradas para desenvolver as
equações lineares que relaciona área de pico com a concentração de cada
composto, conforme apresentado no apêndice B.
b) Determinação de hidrocarbonetos (Benzeno, tolueno, etilbenzenos e xileno)
Para determinação dos compostos benzeno, tolueno, etilbenzenos e xileno será
utilizado uma pré-concentração para aumentar o limite de detecção através da
técnica Headspace.
No método para extração de Headspace pesou 5,0g de cloreto de sódio (ou
outro sal, utilizou sulfato de sódio em um vial de 50 mL, logo foi adicionado 25 mL de
amostra, agitar bastante até completa dissolução do sal. Colocar o vial em banho
maria durante 30 min a 60°C ou colocar na estufa (neste caso embrulhar o frasco
com papel alumínio).
Através do software ChemStation será realizada a aquisição e processamento
dos dados. A concentração dos compostos em estudo foi calculada por interpolação
na equação da curva analítica de calibração. Em seguida nos últimos 5min de
aquecimento, colocar a seringa gastight para aquecer (figura 25).
(3)
53
Figura 25-seringa gastight
Ao retirar a amostra da estufa, agitá-la e coletar a fração gasosa com a seringa
quente. Proceder a injeção no modo manual (figura 26), conforme descrito no
manual de operações básicas do GC.
Figura 26- Inserindo o gás de modo manual
A técnica para análise de BTEX foi feita utilizando cromatografia a gás utilizando
um processo de ionização em chama (FID), com as seguintes condições de análise:
cromatógrafo a gás marca Agilent, modelo 7820 (figura 26), utilizando-se uma
coluna HP-5 (5% fenil, 95% dimetilpolissiloxano), da Agilent (30 m de comprimento x
0,32 mm ID x 0,25 μm de espessura do filme.
Figura 27- Cromatografo Gasoso – modelo 7820
54
c) Determinação dos metais (elementos Traço)
Para essa análise as amostras de água foram acidificadas para conservação
com 0,6% de ácido nítrico MERCK.
A determinação dos metais não foi realizada até o momento, mas para esta
analise será utilizada a técnica de espectrometria de emissão atômica com plasma
acoplado indutivamente. O equipamento que será utilizado para identificação de
elementos traço será o ICP OES (figura 28) modelo Optima DV 4300 (Perkin Elmer,
EUA), que permite a observação do plasma no modo de configuração axial e radial,
proporcionando o modo de observação mais sensível para cada elemento.
Figura 28- ICP OES modelo Optima DV 4300
d) Determinação de compostos iônicos
As amostras passaram por um processo de centrifugação, em que 1,5 mL
foram colocados num tubo tipo eppendorff (figura 29) e levados a uma micro
centrífuga a 13500 rpm por 5 min e posteriormente 500 µL desta amostra foi
analisado por cromatografia iônica com detecção condutométrica e auto-supressão
Altech DS-PLUS, coluna de separação DIONEX IonPac AS14 (250 X 4.0 mm),
eluente Na2CO3 3,0 mmol L-1 + NaHCO3 0,5 mmol L-1 a um fluxo de 1 mL min-1
(figura 30).
55
Figura 29- Tubo eppendorff Figura 30-Cromatógrafo iônico
e) Verificação de as espécies químicas quantificadas estão dentro dos limites
exigidos pela legislação vigente para potabilidade de água
O quadro 6 apresenta os limites estabelecidos pela legislação brasileira, para
espécies quantificadas: os hidrocarbonetos, compostos carbonílicos e metais
(elementos traço).
Quadro 6- Limites estabelecidos pela Legislação
Substâncias Limites (VMP)
Org
ân
ico
s
Benzeno 5µg/L
Tolueno 170µg/L
Etilbenzeno 200µg/L
Xileno 300µg/L
Aldeídos -----
Cetonas -----
Ino
rgân
ico
s
Antimônio (Sb) 0,005 mg/L
Cromo (Cr) 0,05 mg/L
Chumbo (Pb) 0,01 g/l
Cádmio (Cd) 0,005 mg/L
Cobre (Cu) 2 mg/L
Mercúrio (Hg) 0,001 mg/L
Níquel (Ni) 0,07 mg/L
Estanho (Sn) -------
Alumínio 0,2mg/L
Zinco (Zn) 5mg/L
Ferro (Fe) 0,3 mg/L
Alguns parâmetros como aldeídos e cetonas e estanho não estão estabelecidos
no padrão de potabilidade de água para consumo humano da portaria 2.914 de
2011. Porém a agência USEPA estabelece limites para compostos do grupo
aldeídos e cetonas. Acroleína do grupo cetonas apresenta o valor máximo permitido
para consumo de 3 µg/l, para formaldeídos do grupo dos aldeídos, a Organização
mundial de Saúde WHO (1993) estabeleceu um limite de referência de 0,9 mg/l para
56
consumo Humano. Entretanto, apenas a presença desses constituintes em
concentrações significativas afeta a segurança da água para usos nobres.
Uma vez verificado se as espécies químicas estão acima ou abaixo dos limites
estabelecidos pelas legislações nacional e internacional para determinados
parâmetros, será possível concluir se as águas armazenadas nas cisternas de
polietileno estão impróprias para consumo humano segundo os seguintes fatores:
Fator 1- Se estiverem classificadas abaixo dos valores máximos permitidos será
indicado como (disponíveis para uso), entretanto será considerada consumível até a
faixa de período de tempo de implantação que foi analisado.
Fator 2- Se estiverem classificadas acima dos valores máximos permissíveis,
será indicado a não utilização para consumo potável, com base nas análises das
espécies químicas quantificadas.
Método de análise e avaliação dos resultados 6.4.
Para análise dos dados encontrados será realizada análise estatística descritiva
(média, mediana, desvio padrão) e realizados os testes de hipóteses. Os resultados
serão apresentados em forma de tabela, diagramas de colunas e gráficos, para se
avaliar a significância dos parâmetros analisados e se os valores encontrados estão
de acordo com valores máximos estabelecidos na Portaria n°. 2914/2011 do
Ministério da Saúde – MS e Organização mundial de Saúde WHO e USEPA.
57
CAPITULO 5
7. RESULTADOS PRELIMINARES Primeira etapa da pesquisa 7.1.
Os funcionários do setor público municipal de São Domingos, e do Sindicato
dos Trabalhadores de Agricultura Familiar, informaram a quantidade de
comunidades existente e suas respectivas populações inclusive a identificação do
cenário de abastecimento de água atual (Quadro 7). Todas as comunidades do
município são atendidas pelo abastecimento realizado pela concessionária EMBASA
através de sistema rodizio, oficialmente dito ocorrer a cada dois dias na semana. O
relato dos moradores, entretanto, é que ocorre o abastecimento das comunidades
beneficiadas em intervalos de 8 a 15 dias.
Quadro 7-Distribuição dos habitantes por comunidade
Comunidades Número de famílias Abastecimento
Ouro Verde 212 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Sitio Novo 100 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Lagoa da Torre 30 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Morro Branco 55 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Pinhões 15 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Alto Bonito 30 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Pedra Bonita 25 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Penhasco 55 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Morro do Mamote
55 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Lapinha 30 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
São Pedro 74 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Boa Fé 20 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Cabana Riacho - Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Lagoa do Cedro 30 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Lagoa Coberta - Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Cajazeiras 2 25 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Santo Antônio (distrito)
457 famílias Abastecimento sistema rodizio
(EMBASA)
Fonte: Secretaria Municipal de Agricultura de São Domingos, 2015
58
O abastecimento de água das comunidades Sítio Novo e Ouro Verde
apresentaram condições críticas. Segundo os moradores a água é distribuída para
as comunidades cerca de 2 vezes no mês. Os moradores dessas comunidades
utilizam cisterna como principal fonte de abastecimento de água.
Os dados apontam que há 1357 cisternas (placa, polietileno, tela-cimento)
distribuídas nas 17 comunidades pertencentes a extensão territorial do município de
São Domingos. Do total de cisternas distribuídas nas comunidades rurais 447 são
cisternas de polietileno e foram implantadas pela CAR, conforme o (Gráfico 4).
Gráfico 4- Distribuição de cisterna no município de São Domingos
Fonte: Secretaria Municipal de Agricultura de São Domingos, 2015
O presente estudo selecionou as comunidades de Sitio Novo e Ouro Verde por
apresentarem problemas críticos de abastecimento de água e utilizarem cisternas
como alternativa principal para abastecimento de água para o consumo humano.
A análise dos dados preliminares contribuiu para o aprimoramento do estudo e
auxiliaram no entendimento dos usos da água armazenada em cisternas, o período
de implantação das mesmas, forma de captação, assuntos esses que já foram bem
discutidas nas literaturas pesquisadas, porém através dos dados obtidos foi
identificada a dúvida dos moradores referente a qualidade de água armazenada nas
cisternas de polietileno.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Qu
anti
dad
e
Polietileno
cisternasconvencionais
59
7.1.1. Comunidade Sitio Novo
Na tabela 3 mostra os níveis de atendimento de cisternas, por tipo e
implantação no Município de Sítio Novo:
Tabela 3-Nível de atendimento de cisternas por programa de implantação e tipo
Sitio Novo
Implantação Tipo Quantidade
Realizada: Próprio morador Alvenaria de tijolo 17
CONSISAL Placa 55
CAR Polietileno 27
Nenhum ------- 1
Total de Questionários 100
Das 100 cisternas, 55% foram implantadas pelo CONSISAL - Consórcio Público
de Desenvolvimento Sustentável do Território do Sisal (de placa de 16.000L); 27%
implantadas pela CAR (de polietileno de 16.000L), 17% foram implantadas pelos
próprios moradores (paredes de tijolo). Apenas 1 dos moradores não possuía
cisterna em casa, devido a pequena dimensão do seu terreno não permitir
implantação de cisterna pelo programa.
As cisternas de polietileno identificadas na comunidade de Sitio Novo foram
implantadas pelo programa CAR. Conforme mencionado na literatura esse modelo
tem sido implantado em grande escala nas comunidades semiáridas (Figura 29).
Figura 31 - Cisterna de polietileno – Sitio Novo
Em Sitio Novo, verificou-se a existência de 27 cisternas de polietileno, seu
código de identificação e o período de implantação (2013 a 2014) conforme
apresentado no Quadro 8.
60
Quadro 8 - Cisternas de polietileno Sitio Novo Sitio Novo
Cisternas Polietileno Ano de implantação Cód. Cisterna
1 2013 17149
2 2014 17065
3 2013 17083
4 2013 17071
5 2013 17093
6 2013 17092
7 2013 17150
8 2014 17068
9 2013 17202
10 2013 17302
11 2013 17304
12 2014 17091
13 2014 17077
14 2013 17089
15 2013 17086
16 2013 17085
17 2013 17084
18 2014 17066
19 2013 17150
20 2013 17155
21 2014 17076
22 2014 17078
23 2014 17081
24 2014 17082
25 2014 17087
26 2014 17088
27 2014 17090
Fonte: Adaptado Secretaria Municipal de Agricultura de São Domingos, 2015
Com relação ao uso das cisternas de polietileno, dados disponibilizados
constam que menos da metade dos moradores existe nessa comunidade utiliza a
água armazenada em cisterna de polietileno para beber (Gráfico 5).
Gráfico 5- Uso da água armazenada cisterna de polietileno – Sitio Novo
Os moradores alegaram não se sentir seguros em beber a água armazenada
nessas cisternas, devido a comentários referentes ao gosto e temperaturas
indesejáveis.
41%
59%
Beber
Gasto
61
7.1.2. Comunidade Ouro Verde
A tabela 4 apresenta os totais de cisternas no Município de Ouro Verde, por tipo
(placa, tela-cimento ou polietileno) e programa de implantação.
Tabela 4- Nível de atendimento de cisternas por programa de implantação e tipo
Implantação Tipo cisterna Quantidade de Residências
Realizada: Próprio morador Alvenaria de tijolo 27
CONSISAL Placa 6
CAR Polietileno 35
CAR Placa 26
Associação Tela cimento 59
Nenhuma Implantação ----- 2
Total de Questionários 154
Identificou-se que a maioria das cisternas existentes, correspondendo a 59
cisternas de tela-cimento, foram implantadas pela Associação dos Moradores
Unidos Venceremos de Ouro Verde (38,3%), proveniente da ação do Programa
Água para Todos executado pela CAR. O programa CONSISAL (Consórcio Público
de Desenvolvimento Sustentável do Território do Sisal) implantou cisternas de placa
num percentual de 3,89%. Implantadas, diretamente pela CAR, foram 17%
(cisternas de placas), 22,1% (polietileno). A quantidade de cisternas implantadas
pelos próprios moradores foram 17,5%. Apenas 1% dos moradores não possuía
cisterna em casa.
As cisternas de polietileno existente em Ouro Verde também foram
implantadas pela CAR, e contratado pelo Ministério da Integração Nacional (Figura
30).
Figura 32- Cisternas de polietileno - Ouro Verde
62
Em Ouro Verde há 35 cisternas de polietileno e seus respectivos anos de
implantação descritos no quadro 9.
Quadro 9-Cisternas de polietileno em Ouro verde
Ouro Verde
Cisternas Polietileno Ano de implantação Cód. Cisterna
1 2014 17126
2 2014 17125
3 2014 17128
4 2014 17122
5 2014 17124
6 2014 17125
7 2014 17129
8 2014 17127
9 2014 17123
10 2013 17261
11 2013 17130
12 2013 17121
13 2013 17122
14 2013 17120
15 2013 17315
16 2013 17316
17 2013 17311
18 2013 17310
19 2013 17312
20 2013 17171
21 2013 17172
22 2013 17173
23 2013 17319
24 2013 17393
25 2013 17395
26 2013 17394
27 2013 17396
28 2013 17397
29 2013 17398
30 2013 17399
31 2013 17262
32 2013 17263
33 2013 17264
34 2013 17265
35 2013 17266
Fonte: Adaptado Secretaria Municipal de Agricultura de São Domingos, 2015
Em Ouro Verde esse cenário não é diferente, segundo informações
disponibilizadas, pouco acima da metade dos moradores utilizam a água da cisterna
para consumo humano (gráfico 6).
Gráfico 6-Uso da água armazenada cisterna de polietileno – Ouro Verde
58%
42% beber
gasto
63
De acordo com informações disponibilizadas pelos moradores se sentem
preocupados em consumir uma água armazenadas em cisternas de polietileno,
acreditam que essa água apresentam uma qualidade duvidosa por indicarem um
sabor e temperatura diferente da água armazenada em cisternas convencionais.
64
Segunda Etapa 7.2.
7.2.1. Resultados preliminares de campo utilizando medidor multiparamétrico
Conforme apontado em estudos, indicadores físicos químicos como
temperatura, pH, OD, salinidade, condutividade elétrica, potenciais redox podem
influenciar no processo de migração. A fim de apurar essa suspeita foi realizada em
campo análises de água utilizando um medidor multiparamétrico representado na
Figura 31 e figura 32.
Figura 33 - Medidor multiparamétrico
Figura 34 - Medição com medidor
Os parâmetros físicos químicos fornecem indicações preliminares importantes
para a caracterização da qualidade química da água armazenadas em cisternas.
Os Gráfico 7 e 8 apresentam os resultados da relação de medida da
Temperatura (°C) e Oxigênio dissolvido (mg/L) em amostras de águas nas cisternas
da comunidade Ouro Verde (19) e em Sítio Novo (17).
Gráfico 7 - Temperatura e OD - Ouro Verde Gráfico 8 -Temperatura e OD- Sitio Novo
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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31
33
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39
41
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
Oxi
gên
io D
isso
lvid
o (
mg/
l)
Tem
per
atu
ra (
°C
)
Temperatura O.V OD O.V
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2
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33
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35
36
37
38
1 3 5 7 9 11 13 15 17
Oxi
gên
io d
isso
lvid
o (
mg/
l)
Tem
per
atu
ra °
C
Temperatura S.N OD S.N
65
Verifica-se uma variação de temperatura entre 30 e 39°C, com média de
34,0°C em Ouro Verde e de 34,1 °C em Sitio Novo. Os valores elevados de
temperatura são compatíveis com a estação do ano, já que as coletas foram feitas
em dias quentes e ensolarados de final do verão. Também pelo fato das cisternas
estarem colocadas em local aberto e totalmente expostas ao sol; agravado por
serem de polietileno de cor escura (grafite), com grande capacidade de absorver
calor pelo efeito termodinâmico de corpo negro. Vale lembrar que temperaturas
elevadas podem afetar diretamente a migração de substâncias do plástico da
cisterna para água armazenada.
O parâmetro temperatura e oxigênio dissolvido estão correlacionados. A água
fria, por exemplo, contém mais oxigênio dissolvido do que a água quente devido ao
fato do oxigênio ser um gás. Em análises da relação da temperatura com oxigênio
dissolvido observa-se que quanto maior são as temperaturas, menor são as
concentrações de oxigênio dissolvido.
Os Gráficos 9 e 10 apresentam os resultados da relação de medida da
Temperatura (°C) e pH em amostras de águas nas cisternas da comunidade Ouro
Verde (19) e em Sítio Novo (17).
Gráfico 9 - pH e Temperatura - Ouro Verde
Gráfico 10 - pH e Temperatura - Sitio Novo
Os valores de pH para Ouro Verde variaram de neutro (pH mínimo = 7) à alcalino
(pH máximo = 9) e em Sitio Novo variam de ácido (pH mínimo = 5) à alcalino (pH máximo =
9). A Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde preconiza o pH de águas para
consumo humano entre 6,0 e 9,5. Assim sendo, as águas estão em razoável
0
1
2
3
4
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6
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9
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1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
Tem
per
atu
ra (
°C)
temperatura O.V pHOuro Verde
pH
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
31,5
32,5
33,5
34,5
35,5
36,5
37,5
1 3 5 7 9 11 13 15 17
Tem
per
atu
ra (
°C)
Temperatura S.N pH Sitio Novo
pH
66
conformidade com os limites estabelecidos na portaria. Entretanto, um pH ácido
pode influenciar diretamente nos processos de lixiviação de elementos traço do
material da cisterna e sais presente na área de captação, ou calha condutora e
também no material do reservatório, comprometendo a qualidade química da água
armazenada.
Os gráficos parecem mostrar uma relação inversa entre o pH da água e a
temperatura. Quando a temperatura aumenta o potencial Hidrogeniônico sofre uma
redução. Observa-se que para as duas comunidades analisadas o pH encontra-se
aproximadamente neutro.
Porém é importante salientar que aqueles valores mais baixos de pH (faixa
ácida < 6,0) podem influenciar diretamente nos processos de lixiviação de elementos
traço do material da cisterna.
Os Gráficos 11 e 12 apresentam os resultados da relação entre Condutividade
Elétrica (CE) e sólidos totais dissolvidos, em amostras de águas nas cisternas da
comunidade Ouro Verde (19) e em Sítio Novo (17).
Gráfico 11 - Condutividade e STD - Ouro Verde
Gráfico 12 – Condutividade e STD - Sitio Novo
A condutividade provém da dissolução de sais na água. Geralmente os
valores da condutividade elétrica variam de 1 a 2 vezes a concentração de SDT em
mg L-1 (UNICEF, 2008). Como mostrado, os valores de condutividade elétrica
(relacionados à presença de íons dissolvidos na água), tem variação entre 10,5 a
281 μS cm-1, com média de 169,3 μS cm-1 em Ouro Verde e de 45,66 μS cm-1em
0
20
40
60
80
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200
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300
350
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819
STD
(m
g L-1
)
Co
nsu
tivi
dad
e El
etri
ca (
μS
cm-1
)
CE O.V STD O.V
0
20
40
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80
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120
140
0
50
100
150
200
250
300
1 3 5 7 9 11 13 15 17
STS
(m
g L-1
)
Co
nd
uti
vid
ade
Ele
tric
a (
μS
cm-1
)
CE S.N STD S.N
67
Sitio Novo. Esse parâmetro representa diretamente os valores de STD e salinidade
da água. Os sólidos totais dissolvidos (STD) incluem todos os sais presentes na
água.
Quanto aos valores de Sólidos Totais Dissolvidos (STD máximo = 158 mg L-1)
estão muito abaixo do limite máximo permitido para consumo humano (1000 mg L-1).
Água com mais de 1000 mg L-1 de STD apresenta sabor e, acima de 2000 mg L-1 é
demasiadamente salgada para ser bebida. A condutividade elétrica (CE) apresenta
valor médio mais elevado na água de Ouro Verde. Isso pode ser justificado pelo fato
de que 37% das cisternas desta comunidade armazena água de chuva misturada
com água de represa.
Os Gráficos 13 e 14 apresentam os resultados de oxigênio dissolvido e
salinidade em amostras de águas nas cisternas da comunidade Ouro Verde (19) e
em Sítio Novo (17).
Gráfico 13- Salinidade e OD- Ouro Verde Gráfico 14- Salinidade e OD- Sitio Novo
Analisando a condutividade elétrica dos gráficos anteriores, percebe-se que
esse indicador medido nas cisternas de Ouro Verde apontou valores autos, porém
não o bastante para comprometer a salinidade que apresentou médios entre 0,019 e
0,070. Lembrando que o parâmetro condutividade está relacionado diretamente com
o STD e a salinidade.
Além disso, é confirmado o que Fiorucci & Benedetti (2005) apontam sobre a
quantidade de minerais ou a presença de elevadas concentrações de sais
0
1
2
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1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
Salin
idad
e (‰
)
Salinidade O.V OD Ouro Verde
Oxig
ênio
Dis
solv
ido (
mg/L
)
0
1
2
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9
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
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0,7
0,8
0,9
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617
Sal
inid
ade
(‰)
Salinidade S.N OD S.N
Oxig
ênio
Dis
solv
ido
(m
g/L
)
68
dissolvidos influenciarem na capacidade da água em dissolver oxigênio; ou seja, o
aumento da salinidade também diminui a solubilidade do oxigênio na água.
Os Gráficos 15 e 16 mostram os resultados da relação entre potencial redox e
oxigênio dissolvido, em amostras de águas nas cisternas da comunidade Ouro
Verde (19) e em Sítio Novo (17).
Gráfico 15 –Redox e OD - Ouro Verde Gráfico 16- Redox e OD - Sitio Novo
O potencial redox também chamado de potencial eletroquímico, potencial de
redução, potencial de oxidação/redução, potencial de eletrodo (Oxidation Reduction
Potential - ORP) é a espontaneidade, ou a tendência de uma espécie química
adquirir elétrons e, desse modo, ser reduzido. Cada espécie tem seu potencial
intrínseco de redução. Quanto maior for a concentração do potencial redox em água
menor será a concentração de oxigênio dissolvido, o que é mostrado nos gráficos
acima.
Assim sendo, as águas armazenadas em cisternas de polietileno nas duas
comunidades, Ouro Verde e Sítio Novo apresentaram, em determinadas amostras,
valores elevados do parâmetro temperatura e valores tanto baixo (ácido) quanto alto
(básico) para o parâmetro pH. O pH baixo pode aumentar a taxa de dissolução ou
lixiviação de substâncias do material do reservatório e comprometer a qualidade
química da água armazenada. Entretanto para amostras analisadas observa-se que
o pH médio para as duas comunidades encontra-se aproximadamente neutro.
Também as temperaturas elevadas podem afetar diretamente a solubilização de
substâncias influenciando na qualidade.
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1
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30
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1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
Oxi
gen
io D
issl
vid
o (
mg/
L)
OR
P (
mV
)
ORP O. V OD O.V
0
1
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5
6
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0
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60
80
100
120
140
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617
OX
igên
io D
isso
lvid
o (
mg/
L)
OR
P (
mV
)
ORP S.N OD S.N
69
7.2.2. Resultados análise de compostos carbonílicos (aldeídos, cetonas) na
investigação
Até o momento foram analisadas 9 amostras das 36, pois a pesquisa encontra-
se em desenvolvimento e o processo de analises demandam tempo na investigação.
Esses compostos apresentam alta solubilidade em água e são poucos voláteis
segundo a constante de Henry. Devido a essas características físico-químicas
justifica-se a maior facilidade de encontrar esses compostos presente na água
armazenada nas cisternas de polietileno.
A partir das análises utilizando a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC)
foi determinado compostos carbonílicos (formaldeído, acetaldeído, acetona,
acroleína, propianaldeído e hexaldeído). Do ponto de vista analítico os resultados
obtidos na investigação alcançaram coeficientes satisfatórios referente a correlação
nas curvas de calibração (APENDICE B).
Os resultados das concentrações encontradas das amostras de água coletadas
nas cisternas de Ouro de Verde estão apresentados no Gráficos 17.
Gráfico 17- Concentrações dos compostos carbonílicos
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
<LQ
< LQ <LQ <LQ
<LQ
µg L-1
A1 A2 A3 A4 A5
70
No gráfico 17 observa-se que as amostras coletas nas cisternas 2 e 4
apresentaram valores abaixo do limite de quantificação (LQ) para concentração de
acetaldeído, ou seja, menores que 8,74 gL-1, conforme calculado através da curva
analítica.
Além disso, nas nove amostras analisadas identificaram a presença de
propianaldeído e acetaldeído e hexaldeído, porém as amostras das cisternas 1, 2 e
3 apresentaram concentrações menores do que limite de quantificação (LQ <
0,0024), de acordo com o gráfico 17.
Na leitura das amostras identificou a presença de acetaldeído em todas as
amostras, entretanto para as amostras 5, 6 e 7 apresentaram maiores
concentrações de acetaldeído comparando-se com as demais. Todas as 9 amostras
analisadas foram encontradas formaldeídos, porém na amostra 3 identificou cerca
de 30% da concentração total de formaldeídos por µg L-1.
As substâncias como acroleína, cetonas, propianaldeído e hexaldeído foram
identificadas em todas as amostras analisadas. Entretanto os hexaldeído foram
espécies encontrados com maior concentração principalmente nas amostras 4, 8 e
9.
7.2.3. Resultados análise de compostos orgânicos (BTEX)
Nas análises de água para o BTEX não foram quantificadas e nem mesmo
identificadas a presença desses compostos nas 9 amostras de água coletadas nas
cisternas de polietileno pertencente a comunidade Ouro Verde.
Os altos valores de constante de Henry, que quantifica a volatilidade das
frações dissolvidas na água, para os quatro compostos (benzeno, tolueno,
etilbenzeno e xileno), pode ser uma boa justificativa para este comportamento. Além
disso a temperatura, a velocidade do vento e as condições do lugar, como as
características de adsorção e a solubilidade na água do composto, também
favorecem o processo de volatilidade.
Os BTEX são compostos que evaporam no ar rapidamente e dissolve pouco
na água com pressão vapor variando de 1,25x10-1 mm Hg a 3,75x10-2 que controla
seu transporte no meio. O benzeno e o tolueno são os mais solúveis em água mais
71
o etilbenzeno e o xileno são considerados insolúveis. Todos os quatro compostos
segundo a lei de Henry volatizam com maior facilidade para atmosfera.
72
8. CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES
Os indicadores físicos químicos medidos em campo para amostras das duas
comunidades em estudo indicou não haver praticamente nada a destacar em
termos de diferenças entre a água armazena nas cisternas das duas
comunidades. Não apresentam diferenças significativas entre valores de
parâmetros de qualidade, à exceção da condutividade elétrica (CE) que
apresenta valor médio mais elevado na água de Ouro Verde, o que pode ser
justificado pelo fato de 37% das cisternas desta comunidade armazenar água de
chuva misturada com água de represa. Isso, no entanto não chega a
comprometer a salinidade daquelas águas, com valores médios entre 0,019 e
0,070. No entanto, para ambas as comunidades, a água armazenada nas
cisternas tem baixa salinidade, sendo assim, águas doces.
Os valores de pH, das amostras da comunidade Ouro Verde estão em
conformidade com limites legislados para potabilidade e as águas das amostras
de Sítio Novo apresentam não conformidade em 24% dos casos (pH < 6,0), o
que pode influenciar nos processos de lixiviação de elementos traço do material
da cisterna.
Os valores elevados do parâmetro temperatura podem afetar diretamente a
solubilização de substâncias, influenciando na qualidade. Esses valores
elevados de temperatura são compatíveis com o período de verão das coletas,
aliados ao fato das cisternas estarem colocadas em local aberto e totalmente
expostas ao sol, agravado por serem de polietileno de cor escura, com grande
capacidade de absorver calor, podem favorecer a migração de substâncias do
plástico da cisterna para a água armazenada, como provavelmente indicado pela
presença de compostos carbonílicos.
As análises de água das cisternas de polietileno localizadas em Ouro Verde,
identificou a presença de substâncias como formaldeídos, acetaldeído,
acetonas, acroleína, propianaldeído, e hexaldeído. Substancias que fazem parte
da matriz do polietileno e podem ter migrado do plástico para água armazenada.
Esse processo pode ser influenciado pelos níveis de temperatura presente na
região de estudo.
73
Os aldeídos e cetonas podem afetar a qualidade da água para consumo
humano, principalmente as especeis formaldeídos e acetaldeído, onde a
primeira é uma substancia cancerígena e a segunda é suspeita da característica
carcinogênica.
Para os formaldeídos a Organização mundial de Saúde WHO (1993)
estabeleceu um limite de referência de 0,9 mg/l para consumo humano, porém
amostras coletadas em cisternas de polietileno localizada na comunidade de
Ouro Verde, apresentaram concentrações menores do que o estabelecido pela
legislação.
Identificou-se acroleína em todas as amostras de água e as suas concentrações
foram maiores do que o estabelecido pela agência USEPA para consumo
humano indica o valor limite máximo de 3 µg/l. A acroleína apresentam toxidade
no seu vapor, causando irritação respiratória. Segunda USEPA esse composto
não possui características de agente cancerígeno, porém, apresenta-se como
potente agente mutagênico.
Sabe-se que esses compostos também são característicos de atmosfera urbana
poluída, porém a área de estudo é zona rural, possivelmente livre desses
poluentes atmosféricos. Além disso as amostras foram coletas dentro do
reservatório onde as taxas de troca de ar são baixas, impossibilitando a
presença de algum tipo de contaminação atmosférica.
Diante dos resultados preliminares observa-se que as espécies químicas
quantificadas nas amostras de água podem ser resultantes de um processo de
migração das espécies químicas orgânicas da matriz polimérica do plástico para
água armazenada sob influência de indicadores como temperatura ambiente que
podem favorecer reações fotoquímicas.
9. Resultados Esperados
- Valores das análises para substâncias químicas inorgânicos (elementos traço)
quantificados nas amostras de água armazenada na cisterna de polietileno;
-Valores das análises para restantes das amostras de água para substâncias
orgânicas (hidrocarbonetos e carbonilas);
- Verificação se a água armazenada na cisterna de polietileno é adequada para
o consumo humano a partir das espécies químicas quantificadas nas análises de
74
água com base nas legislações: 2.914 de 12 de dezembro de 2011, Organização
mundial de Saúde WHO e USEPA.
75
10. CRONOGRAMA
Atividades
Trimestre
1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8°
Disciplinas
Revisão Bibliográfica
Elaboração do projeto de pesquisa
Coleta de amostras e de dados em campo
Realização de ensaios de caracterização
Processamento dos dados
Análise dos resultados
Redação do trabalho
Defesa do seminário de pesquisa (qualificação)
Ajustes necessários após seminário de pesquisa
Revisão e redação final da dissertação
Defesa da dissertação
x
76
CAPITULO 6
11. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Migração de Plastificantes do tipo DEHA e DEHP do filme PVC. Especialização em
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77
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87
12. APÊNDICE A
ROTEIRO DO QUESTIONÀRIO (PRIMEIRA VISITA-SEDE DO MUNICIPAL)
1-N° de comunidades existente no município de São Domingos;
2- População de cada comunidade pertencente à extensão territorial do município;
3- Número de cisternas existe no município por comunidade;
4- Quantas dessas cisternas são de polietileno;
5-Como é realizado o abastecimento de água e cada comunidade;
6- Qual capacidade de água das cisternas existentes;
7-De que forma é utilizada a água armazenada em cisternas de polietileno.
8- Qual o ano de implantação dessas cisternas.
88
13. APÊNDICE B
QUESTIONÁRIO (PRIMEIRA VISITA A CAMPO)
QUESTIONÁRIO DOMICILIAR
DATA ----/-----/---- ENTREVISTADOR _____________________________________HORA:____________ LOCALIDADE:______________________________________________________
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
1-Fonte de abastecimento de água (Se não houver rede de distribuição de água, ir para questão 6)
Poço ( ) Caminhão pipa ( ) Cisterna ( ) Rio ( ) Rede de água prefeitura/ EMBASA ( )
2-Se houver rede água, qual a frequência da distribuição de água na comunidade.
Todos os dias da semana ( )
1a 2 dias na semana ( ) 3 vezes na semana (..)
2 vezes no mês ( ) 1vez no mês( )
CARACTERÍSTICAS GERAIS E USO FUNCIONAMENTO DA CISTERNA 3-N° DA CISTERNA: [------------------------------] 4-Com a implantação do sistema, houve participação dos moradores?
Sim ( ) Não ( ) Outro:
5-Programa de implantação da cisterna (observar)
Cabra Forte ( ) CONSISAL ( ) CAR ( ) ASA–MOC ( ) FETRAF ( )
6-Com a implantação das cisternas houve alguma instrução, informando como deveria ser utilizado a tecnologia?
Sim ( ) Não ( )
Caso afirmativo, a informação foi suficiente? 7-Tipo de cisterna
Polietileno ( ) placa ( ) Ferro-cimento ( )
8-A Cisterna está sendo usada?
Sim ( ) Não ( ) Outro:
9-A água da cisterna é usada para quais fins:
Beber ( ) Lavar a roupa ( ) Molhar as plantas/plantações( )
Cozinhar e lavar os pratos ( ) Jogar água no vaso sanitário (descarga) ( )
Dar para os animais ( )
Tomar banho ( ) Lavar as mãos ( ) Outro:
10-Qual o volume da cisterna (m3)? ______(observar) 11- Os componentes do sistema (calha, canalização condutora, dispositivos de desvio de primeira água, sangrador, tampa, bomba manual) foram implantados pelo programa?
89
Sim ( ) Não ( ) Outro:
12-Existência da calha de captação da água de chuva na Cisterna (observar)
Uma calha ( ) Duas calhas ( ) Não tem calha ( ) Ir para questão 16
Não está utilizando por que não chove ( )
13-Diâmetro da calha em centímetros na Cisterna ____________(observar) 14-Existência e Condições da canalização condutora da água de chuva captada para a cisterna (Observar)
Sim, em bom estado ( )
Sim, em estado regular/precário de
limpeza ( )
Sim, quebrada e funciona ( )
Sim, quebrada e não funciona
( )
Não tem ( ) Ir para questão 18
Não está utilizando
porque não chove ( )
15-Diâmetro dessa canalização em centímetros da Cisterna ____________(observar) 16-Existência de dispositivo para o desvio das primeiras águas da chuva (Observar)
Sim, em bom estado ( )
Sim, em estado regular/precário de limpeza ( )
Sim, quebrado efunciona ( )
. Sim, quebrado e não funciona ( )
Não ( )
17-Existência de sangrador com tamponamento na Cisterna(Observar)
Sim, em bom estado ( )
Sim, em estado regular/precário de limpeza ( )
Sim, quebrado e funciona ( )
Sim, quebrado e não funciona ( )
Não ( )
18-Distância da cisterna a instalações de esgoto ou vala a céu aberto (Observar)
Menos de 5 metros( ) Entre 5 e 10 metros ( ) Mais que 10 metros( )
19-Estado da estrutura da cisterna (Observar)
Bom estado ( ) Estrutura danificada ( )
Apresenta umidade ( ) Estrutura muito comprometida ( )
Apresenta fissuras discretas ( ) Deslocada de sua posição ( )
Deformada pelo sol (PVC) ( ) Outro:
20-Estado da tampa da cisterna (Observar)
Bom estado com cadeado ( ) Bom estado sem cadeado ( )
Sem tampa ( ) Danificada ( )
21-Limpeza da cisterna (Se nunca limpou, ir para questão 25)
Limpa a cada 15 dias ( )
Limpa a cada mês ( )
Limpa toda vez que coloca água ( )
Não limpa ( ) Ir para questão 25
Uma vez por ano ( )
Outro ( )
22- Forma de coleta água da cisterna (Se não houver bomba manual, ir para questão 28)
Diretamente com balde ( )
Bomba manual de pvc( )
Balde preso na corda ( )
Outro:
23-Estado da bomba (Observar)
Bom estado ( ) . Quebrada ( ) Quebrada ( ) Bom estado, mas não usa ( )
Outro:
24-Caso a água seja retirada da cisterna com balde: Estado de conservação e limpeza do balde (observar)
Aparência de limpo ( ) Aparência de sujo ( ) Outro:
25-Caso a água seja retirada da cisterna com balde: O balde é usado para outros usos? Sim, reservar água para ser usada para:
Sim, para lavar a casa ( )
Sim, reserva água para jogar no vaso sanitário ( )
90
Sim, reserva água para jogar no vaso sanitário ( ) Sim, para lavar roupa ( )
Sim, para lavar as mãos ( )
Não ( )
Sim, para dar água aos animais ( )
Outro ( )
26- O sistema apresenta alguma inadequação (Observar)
Sim ( ) Não ( ) Ir para questão 32
Se sim, quais:
Calha ( ) Tampa quebrada ( )
Sem tampa()
Tubulações Dutos ( )
Rachadura/Vazamento( ) Reboco( )
27-Manutenção
A cisterna sofreu conserto apenas uma vez ( )
A cisterna já sofreu mais de um conserto ( )
Nunca fez conserto na cisterna ( )
28-Tempo de construção ou implantação em anos _________ 29-Recipiente usado para armazenar a água retirada da cisterna
Tonel ( ) Tanque de Eternit( )
Tanque de concreto ( ) Não usa ( )
Porão de PVC ( ) Pote de barro ( )
Baldes ( ) Outro
30-Estado de limpeza dos recipientes (observar)
Limpo e tampado ( ) Limpo e destampado ( ) . Com aparência de sujo e tampado ( )
Sujo e sem tampa ( )
91
14. APÊNDICE C
CURVAS DE CALIBRAÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DE COMPOSTOS
CARBONÍLICOS.
y = 0,3374x - 0,1856 R² = 0,9984
0
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80
Áre
a d
o p
ico
Concentração (µg L-1)
Curva analítica de Calibração - Formaldeído
y = 0,2146x + 0,033 R² = 0,9993
0
2468
10
1214
0 20 40 60 80
Áre
a d
o p
ico
Concentração (µg L-1)
Curva analítica de calibração- acetaldeído
y = 0,1554x - 0,2311 R² = 0,9977
0
2
4
6
8
10
0 20 40 60 80
Áre
a d
o p
ico
Concentração (µg L-1)
Curva analítica de calibração Acetonas
y = 0,128x + 0,0861 R² = 0,9969
0
2
4
6
8
10
0 20 40 60 80
Áre
a d
o p
ico
Concentração (µg L-1)
Curva analítica de calibração Acroleína
y = 0,1636x - 0,0262 R² = 0,9983
0
2
4
6
8
10
12
0 20 40 60 80
Áre
a d
o p
ico
Concentração (µg L-1)
Curva analítica de calibração Propianaldeído
y = 0,0845x + 0,169 R² = 0,9888
0
1
2
3
4
5
6
0 20 40 60 80
Áre
a d
o p
ico
Concentração (µg L-1)
Curva analítica de calibração Hexaldeído