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Química das Águas - parte 2

QUÍMICA AMBIENTALQUÍMICA AMBIENTAL

- Parâmetros de qualidade das águas

Prof. Rafael SousaProf. Rafael SousaDepartamento de Química – UFJF

2º período de 2014

- Parâmetros de qualidade das águas- Purificação de águas poluídas (Tratamento de água)

�� Química Ambiental - contexto multidisciplinar

-- RelaçãoRelação entreentre poluiçãopoluição ee desenvolvimentodesenvolvimento sóciosócio--econômicoeconômico

�� Tecnicamente as águas naturais não são puras (sais)

Recapitulando ...

-- AA águaágua éé umum bembem naturalnatural dede altoalto valorvalor agregadoagregado

-- VáriosVários tipostipos dede substânciassubstâncias tóxicastóxicas podempodem serser encontradasencontradas nana águaágua

-- DiferentesDiferentes processosprocessos químicosquímicos ocorrem,ocorrem, naturalmente,naturalmente, nasnas águaságuas eedefinemdefinem suassuas característicascaracterísticas

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CURIOSIDADECURIOSIDADE

Uso e Escassez da água

“Apenas as águas subterrâneas que se encontram a até cerca de1000 m de profundidade podem ser aproveitadas economicamente”.1000 m de profundidade podem ser aproveitadas economicamente”.

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O aporte de substâncias nos mananciais

�� Origina-se de várias FONTES:- EfluentesEfluentes domésticosdomésticos ee industriaisindustriais- EscoamentosEscoamentos superficialsuperficial urbanourbano ee agrícolaagrícola

CadaCada umauma dessasdessas FONTESFONTES possuipossui característicascaracterísticas própriaspróprias quantoquantoaosaos poluentespoluentes queque transportam,transportam, comocomo::

INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS

CONTEXTO:

CadaCada umauma dessasdessas FONTESFONTES possuipossui característicascaracterísticas própriaspróprias quantoquantoaosaos poluentespoluentes queque transportam,transportam, comocomo::

-- ContaminantesContaminantes orgânicosorgânicos (que(que deveriamdeveriam serser biodegradáveis)biodegradáveis)

-- NutrientesNutrientes (que(que podempodem causarcausar eutrofizaçãoeutrofização))

-- BactériasBactérias ......

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�� DEPENDE também do tipo de uso e ocupação do solo

Mesmo separando os poluentes em grupos,

a diversidadediversidade dasdas indústriasindústrias existentes aumenta, aindamais, a variabilidade dos contaminantes aportados nos corpos deágua


Torna-se praticamente impossível a determinação sistemática de

CONTEXTO...

Torna-se praticamente impossível a determinação sistemática de todos os poluentes que possam estar presentes nas águas

superficiais, em tempo relativamente curto...

Existem Existem parâmetrosparâmetros de qualidade de qualidade de água, levando em conta de água, levando em conta

os poluentes os poluentes mais representativosmais representativos

FísicosFísicos

Químicos Químicos

MicrobiológicosMicrobiológicos

BioensaiosBioensaios ecotoxicológicosecotoxicológicos 5

Usados para a MONITORAÇÃO e FISCALIZAÇÃO ambiental com Usados para a MONITORAÇÃO e FISCALIZAÇÃO ambiental com base da legislação base da legislação CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005


Parâmetros de qualidade �� Indicadores de qualidade das águas

�� CETESBCETESB:: CompanhiaCompanhia dede TecnologiaTecnologia dede SaneamentoSaneamento AmbientalAmbiental(Secretaria(Secretaria dede MeioMeio AmbienteAmbiente dede SP)SP)

-- http://www.cetesb.sp.gov.br/

�� IGAMIGAM:: Instituto Mineiro de Gestão das Águasas

-- http://www.igam.mg.gov.br/

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Os parâmetros de qualidadeOs parâmetros de qualidade

PARÂMETROSPARÂMETROS FÍSICOSFÍSICOS

Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez

TemperaturaTemperatura


TemperaturaTemperatura

-- SolubilidadeSolubilidade dede gasesgases comocomo oo OO22

O O aumentoaumento da T diminui da T diminui -- Favorece processos anaeróbicos Favorece processos anaeróbicos

� mau cheiro (produtos de degradação))

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PARÂMETROSPARÂMETROS FÍSICOSFÍSICOS DEDE QUALIDADEQUALIDADE


CondutividadeCondutividade elétricaelétrica

ÉÉ ocasianadaocasianada pelaspelas substânciassubstâncias dissolvidasdissolvidas queque sese dissociamdissociam ememcátionscátions ee ânionsânions ee cujacuja dissoluçãodissolução tambémtambém éé funçãofunção dada temperaturatemperatura

�� MuitosMuitos saissais encontradosencontrados nasnas águaságuas sãosão dede origemorigem antropogênicaantropogênica�� MuitosMuitos saissais encontradosencontrados nasnas águaságuas sãosão dede origemorigem antropogênicaantropogênica

-- DescargasDescargas industriaisindustriais

-- ConsumoConsumo dede salsal nasnas residênciasresidências

-- ExcreçõesExcreções dada populaçãopopulação ee animaisanimais

MONITORAÇÃO = IDENTIFICAR MODIFICAÇÕES NA COMPOSIÇÃO

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SólidosSólidos

CorrespondemCorrespondem aa partículaspartículas diversasdiversas,, sedimentáveissedimentáveis ouou nãonão ee quequepodempodem serser separadasseparadas porpor filtraçãofiltração

�� ImpurezasImpurezas nana águaágua contribuemcontribuem parapara oo aumentoaumento nana quantidadequantidade dedesólidossólidos

AA MEDIÇÃOMEDIÇÃO DOSDOS SÓLIDOSSÓLIDOS NÃONÃO DISSOLVIDOSDISSOLVIDOS éé oo “peso”“peso” dosdossólidossólidos filtráveis,filtráveis, expressoexpresso emem mg/Lmg/L

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CorCor

NATURALNATURAL:: teorteor dede matériamatéria orgânicaorgânica decompostadecomposta ee íonsíons(( principalmenteprincipalmente dede FeFe ee MnMn))

ALTERADAALTERADA:: açõesações antropogênicasantropogênicas......ALTERADAALTERADA:: açõesações antropogênicasantropogênicas......

TurbidezTurbidez

ÉÉ umauma medidamedida queque representarepresenta oo quantoquanto umauma amostraamostra dede águaáguainterfereinterfere nana luzluz queque passapassa porpor elaela

�� ÁguasÁguas turvasturvas desfavorecemdesfavorecem aa fotossíntesefotossíntese dede vegetaçõesvegetaçõessubmersassubmersas (menos vegetação � menos peixes)

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PARÂMETROS QUÍMICOSPARÂMETROS QUÍMICOS

Alcalinidade, dureza, pHAlcalinidade, dureza, pHOxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda Oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda

química de oxigênio (DQO)química de oxigênio (DQO)Série de nitrogênio (orgânico, amoniacal, nitrato e nitrito)Série de nitrogênio (orgânico, amoniacal, nitrato e nitrito)

Fósforo totalFósforo totalSurfactantesSurfactantes


SurfactantesSurfactantesÓleos e graxasÓleos e graxas

CianetosCianetosFenóisFenóis e demais contaminantes orgânicose demais contaminantes orgânicos

Ânions (cloretos, sulfetos)Ânions (cloretos, sulfetos)Íons metálicos Íons metálicos (ferro, potássio, sódio, magnésio, manganês, alumínio, zinco, bário, cádmio, níquel, chumbo, cobre, cromo (III), cromo (VI),

selênio, mercúrio), arsênio arsênio e boroboro11

PARÂMETROS QUÍMICOSPARÂMETROS QUÍMICOSAlcalinidade,Alcalinidade, dureza,dureza, pHpH

-- RelacionadosRelacionados comcom asas espéciesespécies COCO22,, COCO3322--,, CaCa 22++,, MgMg 22++ ee HH++

(correlacionadas)

pp.. exex.. ÁguasÁguas maismais alcalinasalcalinas�� geralmentegeralmente “dureza“dureza moderada”moderada” aa “muito“muito dura”dura”

�� poucapouca quantidadequantidade dede íonsíons HH++

-- DurezaDureza podepode serser expressaexpressa dede váriasvárias formasformas-- DurezaDureza podepode serser expressaexpressa dede váriasvárias formasformas( dureza de cálcio, dureza de magnésio e dureza total ([Ca 2+] + [Mg2+] )

-- IMPORTÂNCIAIMPORTÂNCIA dessesdesses parâmetrosparâmetros

� SeresSeres vivosvivos necessitamnecessitam de água em pH próximo à neutralidade� TTubulaçõesubulações dede águaágua (domésticas ou industriais) podem ser entupidas(águas duras) ou ter elementos metálicos lixiviados...

� NíveisNíveis forafora dosdos padrõespadrõesÁgua com saborsabor desagradáveldesagradável e pode ter efeitosefeitos laxativoslaxativos 12

PARÂMETROSPARÂMETROS QUÍMICOSQUÍMICOS

Alcalinidade,Alcalinidade, durezadureza,, pHpH

Dureza mg/L de CaCO3 Classificação da água

<15 muito branda

Ex de classificação da dureza total da água, expressa em quantidade de CaCO3

de 15 a 50 branda

de 50 a 100 moderadamente branda

de 100 a 200 dura

>200 muito dura

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OxigênioOxigênio dissolvidodissolvido,, demandademanda bioquímicabioquímica dede oxigêniooxigênio (DBO)(DBO),,demandademanda químicaquímica dede oxigêniooxigênio (DQO)(DQO)

-- ExpressamExpressam oo teorteor dede oxigêniooxigênio dissolvidodissolvido ee indicamindicam osos tipostipospossíveispossíveis dede poluentespoluentes

- Demanda bioquímica dede oxigênio,oxigênio, DBODBO“É a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria

orgânica por meio de processosprocessos bioquímicosbioquímicos (e que podem sermonitorados no laboratório)”monitorados no laboratório)”

-- DemandaDemanda químicaquímica dede oxigêniooxigênio,, DQODQO“É a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânicaatravés de um agenteagente químicoquímico”

Útil para detectar substâncias resistentes à degradação biológica

=> Os valoresvalores obtidosobtidos são geralmente maiores do que os da DBO epodem ser conseguidosconseguidos emem menosmenos temptempo 14

Série de nitrogênio (orgânico, amoniacal, nitrato e nitrito)

�� NH3 é geralmente encontrada em baixas concentrações

� APESAR DA TOXICIDADE, não é persistente

� Em concentrações baixas não causa danos aos sereshumanos mas pode ocasionar sufocamentosufocamento dede peixespeixes

Fósforo total: medida pouco seletiva

Usam-se métodos espectroscópicos

��TeoresTeores relativamenterelativamente altosaltos dede espéciesespécies destadesta classeclasse indicamindicampoluiçãopoluição porpor efluentesefluentes industriaisindustriais e/oue/ou domésticosdomésticos

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ÂnionsÂnions (cloretos,(cloretos, sulfetos)sulfetos)

-- ConstituemConstituem saissais presentespresentes nana águaágua

�� AumentoAumento nana concentraçãoconcentração�� poluiçãopoluição domésticadoméstica (Cl(Cl--)) ee industrialindustrial

ÍonsÍons metálicosmetálicos (Al, Sb, Ba, Be, Cd, Pb, Co, Cu, Cr, Fe, Li, Mn, Hg, Ni,Ag, Se, U, V, Zn), arsênioarsênio e boroboro

-- FontesFontes:: despejodespejo dede efluentesefluentes ee lixiviaçãolixiviação dede fertilizantesfertilizantes

-- ToxidadeToxidade:: dependedepende dada espécieespécie (especiação(especiação química)química)

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SurfactantesSurfactantes

�� SãoSão osos constituintesconstituintes dosdos detergentesdetergentesi)i) aniônicosaniônicos (R(R--SOSO33

--)Na)Na++i)i) catiônicoscatiônicos (RMe(RMe33--NN++)Cl)Cl--iiii)) nãonão iônicosiônicos

�� DiminuemDiminuem aa tensãotensão superficialsuperficial dada águaáguageram espuma e deixam a “sujeira” em suspensão

� inconvenientesinconvenientes estéticoestético ee parapara aa biotabiota� inconvenientesinconvenientes estéticoestético ee parapara aa biotabiota

ÓleosÓleos ee graxasgraxas(parâmetro(parâmetro OG)OG)

-- SubstânciasSubstâncias orgânicasorgânicas poucopouco encontradasencontradas emem águaságuas superficiaissuperficiais

-- MASMAS porpor seremserem poucopouco solúveissolúveis emem água,água, dificultamdificultam tantotanto oo tratamentotratamento dedeefluentesefluentes (processos(processos biológicos)biológicos) comocomo oo dada águaágua dede abastaecimentoabastaecimento

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FenóisFenóis ee demaisdemais contaminantescontaminantes orgânicosorgânicos

OcorremOcorrem emem consequênciaconsequência dede despejosdespejos industriaisindustriais

AlémAlém dede afetaremafetarem oo saborsabor dosdos peixespeixes ee dada água,água, podempodem causarcausar::

- lesões na pele- lesões na pele- indisposições físicas de diversos tipos

ToxicidadeToxicidade

-- depende da espécie

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PARÂMETROS MICROBIOLÓGICOS

�� ColiformesColiformes fecaisfecais ee totaistotais

- Bactérias encontradas principalmente nos intestinos deanimais de “sangue quente”

� não representam, porpor sisi sósó, perigo à saúde

- Dentre as cepas: Escherichia coli é de origem fecal- Dentre as cepas: Escherichia coli é de origem fecal

�� EstreptococosEstreptococos totaistotais

-- BactériasBactérias patogênicaspatogênicas

-- ClassificadasClassificadas emem gruposgrupos (sinais(sinais clínicosclínicos ee sintomas)sintomas)

EscherichiaEscherichia colicoli

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BIOENSAIOSBIOENSAIOS ECOTOXICOLÓGICOSECOTOXICOLÓGICOS (ENSAIOS DE TOXICIDADE)

DeterminaçãoDeterminação dodo potencialpotencial tóxicotóxico dede umum agenteagente químicoquímico ouou dede umaumamisturamistura

� Efeito poluentes - resposta sobre organismos vivos

MétodoMétodo�� OO crustáciocrustácio CeriodaphniaCeriodaphnia dubiadubia éé colocadocolocado emem contatocontato comcom

aa água contendo as substâncias emem avaliçãoavalição

�� OsOs efeitosefeitos observadosobservados definemdefinem oo graugrau dada toxicidadetoxicidade::-- AgudaAguda (efeito(efeito dede 00 aa 9696 horas)horas)

� observação principal é o efeito morte

-- CrônicaCrônica (efeito(efeito dede 11//1010 dodo ciclociclo vitalvital atéaté aa totalidadetotalidadedada vidavida dodo organismo)organismo)� resposta causa mudanças comportamentais, alterações fisiológicas, reprodutivas, etc 20

parapara facilitarfacilitar aa interpretaçãointerpretação dasdas informaçõesinformações sobresobre aaqualidadequalidade dada águaágua dede formaforma abrangenteabrangente ee útil,útil, ,, aa CETEBCETEB ee oo IGAMIGAM,,adaptaramadaptaram ee desenvolveramdesenvolveram oo ÍndiceÍndice dede QualidadeQualidade dasdas ÁguasÁguas -- IQAIQA

OO IQAIQA incorporaincorpora novenove parâmetrosparâmetros consideradosconsiderados relevantesrelevantesparapara aa avaliaçãoavaliação dada qualidadequalidade dasdas águaságuas::

-- OxigênioOxigênio dissolvidodissolvido

-- ColiformesColiformes fecaisfecais

Nesse contexto,Nesse contexto,

-- ColiformesColiformes fecaisfecais

-- pHpH

-- DemandaDemanda bioquímicabioquímica dede oxigêniooxigênio

-- NitratosNitratos

-- FosfatosFosfatos

-- VariaçãoVariação nana temperaturatemperatura

-- TurbidezTurbidez

-- ResíduosResíduos totaistotais 21

Cálculo do Cálculo do IQAIQA e aplicaçãoe aplicação

�� Produto ponderado de parâmetros de qualidadeProduto ponderado de parâmetros de qualidade

�� Variando de 0 a 100Variando de 0 a 100

ÍNDICE DE QUALIDADE DAS ÁGUAS ÍNDICE DE QUALIDADE DAS ÁGUAS -- IQAIQA

IQA = Π qi wi

9

i=1

qi �� qualidade do parâmetro i

obtido através da curva média específica de qualidade (parâmetro

Utilizado para avaliar águas destinadas ao abastecimento públicoUtilizado para avaliar águas destinadas ao abastecimento público

obtido através da curva média específica de qualidade (parâmetro

gráfico) usado como referência

wi �� peso atribuído ao parâmetro

função de sua importância na qualidade, em função de uma tabela

22

CálculoCálculo dodo IQAIQA –– “qualidade”“qualidade” dosdos parâmetrosparâmetros

ExemploExemplo::


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Parâmetro Peso - wi

Oxigênio Dissolvido – OD (%OD Sat) 0,17

Coliformes fecais (NMP/100mL) 0,15

pH 0,12

Cálculo do IQA Cálculo do IQA –– “pesos” dos parâmetros“pesos” dos parâmetros


pH 0,12

Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO (mg/L) 0,10

Nitratos (mg/L NO3) 0,10

Fosfatos (mg/L PO4) 0,10

Variação na temperatura (0C) 0,10

Turbidez (NTU) 0,08

Resíduos Totais (mg/L) 0,08

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Nível de Qualidade

Faixa

Excelente 90 < IQA ≤ 100 Bom 70 < IQA ≤ 90

Médio 50 < IQA ≤ 70


Valores de referência do IQAValores de referência do IQA

Médio 50 < IQA ≤ 70 Ruim 25 < IQA ≤ 50

Muito Ruim 0 < IQA ≤ 25

�� O IQA reflete a interferência por esgotos sanitários e outros O IQA reflete a interferência por esgotos sanitários e outros materiais orgânicos, nutrientes e sólidosmateriais orgânicos, nutrientes e sólidos

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Sendo a poluição das águas um fato “real”,

Necessidade de tratamento de águas e efluentestratamento de águas e efluentes – causa histórica

O aumento da população e o desenvolvimento industrial

�� Poluem a água usada no abastecimento

�� geram efluentes domésticos e industriais

-- poluem também a água e o solo ...poluem também a água e o solo ...-- poluem também a água e o solo ...poluem também a água e o solo ...

Existem PROCESSOS físicos, químicos e biológicos para tratarÁGUASÁGUAS POLUÍDASPOLUÍDAS

�� Águas usadas para abastecimento

�� Efluentes em geral26

INTRODUÇÃO

A ÁGUA usada para ABASTECIMENTO

�� A água para essa finalidade A água para essa finalidade sempresempre deve ser tratada deve ser tratada ??

�� FONTES potáveispotáveis:Processo de desinfecçãoProcesso de desinfecção

�� FONTES nãonão potáveispotáveis:�� FONTES nãonão potáveispotáveis:Estação de Tratamento de Água (ETA)Estação de Tratamento de Água (ETA)

FONTES de água para abastecimento

�� Águas superficiais (geralmente menos “puras”)ExpostasExpostas continuamentecontinuamente aa váriosvários tipostipos dede poluentespoluentes

�� Águas subterrâneas

FIGURFIGURA: A: http://www.grupoescolar.com/a/b/FA37F.jpghttp://www.grupoescolar.com/a/b/FA37F.jpg, acessada 10, acessada 10--0606--1313

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ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DA ÁGUA (ETA)

PROCESSO REALIZADO EM ETAPAS

1º- Coagulação/floculaçãoCoagulação/floculação2º- DecantaçãoDecantação

3º- FiltraçãoFiltração4º- DesinfecçãoDesinfecção

Estas operações têm como principais objetivos:Estas operações têm como principais objetivos:-- AA remoçãoremoção dede materialmaterial particuladoparticulado,, bactériasbactérias ee algasalgas-- RemoçãoRemoção dada matériamatéria orgânicaorgânica dissolvidadissolvida queque confereconfere corcor àà águaágua--.RemoçãoRemoção ouou destruiçãodestruição dede organismosorganismos patogênicospatogênicos taistais comocomobactériasbactérias ee vírusvírus

Estas operações podem sofrer variações dependendo podem sofrer variações dependendo da fonte de água e dos padrões de qualidade a serem alcançados

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A ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DA ÁGUA

Esquema simplificado de uma ETA *Esquema simplificado de uma ETA *(Linha líquida)

A ETA também tem uma estação de tratamento de sólidos (Linha sólidaLinha sólida)

São tratados os resíduos gerados na Linha líquida

(*) (*) http://www.aguasdesantoandre.pt/layout.asp?http://www.aguasdesantoandre.pt/layout.asp?areaarea=9&=9&subareasubarea=25=25, acessado dia 05, acessado dia 05--0606--131329

AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA11-- Captação

A água que chega à Estação de Tratamento de Água é captada diretamente nosrios (águaságuas superficiaissuperficiais) ou no subsolo (águaságuas subterrâneassubterrâneas)

�� LINHALINHA LÍQUIDALÍQUIDA

22-- Gradagem

São retirados da água os resíduos de maior dimensão como folhas, ramos,embalagens, etc., que ficam retidos em grades por onde a água é forçada a passarembalagens, etc., que ficam retidos em grades por onde a água é forçada a passar

�� PROCESSOSPROCESSOS DEDE CLARIFICAÇÃOCLARIFICAÇÃO

33-- Floculação/ coagulação

SãoSão formados “flocos” comcom asas susbtânciassusbtâncias dispersasdispersas e um reagente floculante::os contaminantes co-precipitam com o Al(OH)Al(OH)33, p. ex., na etapa de DecantaçãoDecantação

�� melhora osos índicesíndices dede cor e sabor (partículas menores que 10-4 mm) e,turbidez (partículas > 10-4 mm)

30

AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUAFloculação/ coagulação

SãoSão formados “flocos” comcom asas susbtânciassusbtâncias dispersasdispersas ee umum reagentereagente floculantefloculante::os contaminantes co-precipitam com o Al(OH)3, p. exx., na etapa de Decantação

�� melhora osos índicesíndices dede turbidez (partículas > 10-4 mm), cor e sabor (partículasmenores que 10-4 mm)

-- UsoUso dede agentesagentes “floculantes”“floculantes”:: Al2(SO4)3 ,, saissais dede ferroferro ee polímerospolímerosorgânicosorgânicos

NecessidadeNecessidade dede remoçãoremoção dede MgMg22++:: Al2 (SO4)3 ++ NaAlO2NecessidadeNecessidade dede remoçãoremoção dede MgMg :: Al2 (SO4)3 ++ NaAlO2

ExEx dede reaçãoreação emem águaágua levementelevemente alcalinaalcalina::

AlAl22(SO(SO44))33 14,3 H14,3 H22O + 3O + 3Ca(HCOCa(HCO33))22 �� 2 2 Al(OH)Al(OH)33 + 3CaSO+ 3CaSO44 + 6CO+ 6CO22 + 14,3H+ 14,3H22OO

� ANÁLISES PRÉVIAS são importantes para ajustar o pH , quando necessário

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AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA

EstaEsta etapaetapa éé realizadarealizada emem câmarascâmaras ((floculadoresfloculadores)) ondeonde aa águaágua éé levementelevementeagitada,agitada, facilitandofacilitando aa aglutinaçãoaglutinação dede impurezasimpurezas

Água superficial sendo tratada em uma ETA, após a adição de um agente floculante

�� Parte da purificação da água ocorre por meio de um processo de Parte da purificação da água ocorre por meio de um processo de “transferência de fase”“transferência de fase”

32


44-- Decantação

É um processo de separação física das partículas em suspensão,clarificandoclarificando aa águaágua e reduzindoreduzindo em grande porcentagem as impurezasimpurezas

� As partículas decantadas, mais “pesadas” que a água, ficamdepositadas no fundo do decantador

� Processo que dura, em média, 3 h� Processo que dura, em média, 3 h

55-- Filtração

A água passa por filtros de areia e/ou carvão ativado, nos quais ficamretidas as partículas pequenas (não decantadas) e uma infinidade desubstâncias solúveis (adsorção no carvão) � melhora mais acentuada nascaracterísticas como odor e sabor

�� PROCESSOSPROCESSOS DEDE DESINFECÇÃODESINFECÇÃO 33


66-- Desinfeção

(geralmente cloração ouou ozonização ouou radiação UV)

É a eliminação de microorganismos não retidos nas etapas anteriores

� Adição de “cloro” (gás ou solução de hipoclorito)

� Fluoretação: adição de “flúor”(fluorsilicato de sódio ouou ácido fluorsilícico)

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HH22SiFSiF66

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA (DESINFECÇÃO)

•• AA desinfecçãodesinfecção ocorreocorre parapara assegurarassegurar queque aa águaágua estejaesteja livrelivre dedemicroorganismosmicroorganismos patogênicospatogênicos

•• OsOs processosprocessos utilizadosutilizados temtem vantagensvantagens ee desvantagensdesvantagens !!

AA cloraçãocloração éé oo métodométodo dede desinfecçãodesinfecção maismais comumentecomumente utilizadoutilizadonana maioriamaioria dosdos paísespaíses

QuantidadesQuantidades suficientessuficientes dede “cloro”“cloro” sãosão adicionadasadicionadasàà águaágua visandovisando destruirdestruir ouou inativarinativar osos organismosorganismos alvoalvo

ÉÉ umum métodométodo confiável,confiável, dede relativorelativo baixobaixo custo,custo, simplicidadesimplicidadeoperacionaloperacional ee cujocujo excesso,excesso, nono tratamento,tratamento, favorecefavorece aa biosegurançabiosegurança nonoarmazenamentoarmazenamento ee transportetransporte dada águaágua tratadatratada 35

ReaçõesReações químicasquímicas::

OO gásgás clorocloro reagereage quasequase completamentecompletamente comcom aa águaágua formandoformando ooácidoácido hipoclorosohipocloroso::

ClCl22 + H+ H22O O HOClHOCl + H+ H++ + Cl+ Cl--

EmEm meiosmeios maismais alcalinos,alcalinos, oo ácidoácido hipoclorosohipocloroso sese dissocia,dissocia, gerandogerando

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA: DESINFECÇÃO COM CLORO

EmEm meiosmeios maismais alcalinos,alcalinos, oo ácidoácido hipoclorosohipocloroso sese dissocia,dissocia, gerandogerandoosos íonsíons HH++ ee OClOCl--::

HOClHOCl HH++ ++ OClOCl--

ESPÉCIES BACTERICIDAS DE “CLORO LIVRE”ESPÉCIES BACTERICIDAS DE “CLORO LIVRE”MAS MAS o Cl2 reage também com outras espécies

presentes na água, antes de se converter em HOCl ou OCl-

“Problema”“Problema”:: oo clorocloro reagereage comcom substânciassubstâncias orgânicasorgânicas presentespresentesnana águaágua produzindoproduzindo trialometanostrialometanos (THM)(THM):: CHX3 (X = cloro, bromo ouuma combinação de ambos) 36

�� ProblemasProblemas dada desinfecçãodesinfecção comcom clorocloro

•• OO compostocomposto dede maiormaior preocupaçãopreocupação éé oo CHClCHCl33:: clorofórmioclorofórmio

ProdutoProduto dada reaçãoreação dodo HOClHOCl comcom matériamatéria orgânicaorgânica

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA: DESINFECÇÃO COM CLORO

•• OsOs THMTHM nãonão sãosão removidosremovidos dada águaágua atravésatravés dodo tratamentotratamentoconvencionalconvencional !!!!

�� DeveDeve--sese assegurarassegurar queque aa matériamatéria orgânicaorgânica estejaesteja ausenteausentedada águaágua queque vaivai serser submetidasubmetida àà cloraçãocloração !!

O O risco de contrair doenças risco de contrair doenças causadas por esses compostos é causadas por esses compostos é menormenor do do que o de contrair doenças por organismos patogênicos !que o de contrair doenças por organismos patogênicos !

37

Se a água contém fenol ou um derivado, o cloro substitui facilmente osátomos de hidrogênio do anel para dar lugar a fenóis clorados que alémdo gosto e odor “ofensivos”, são tóxicos

Troca-se o clorocloro por dióxidodióxido dede clorocloro quando o suprimento de

�� OutroOutro pproblemaroblema dada desinfecçãodesinfecção comcom clorocloro

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA: DESINFECÇÃO COM CLORO E DIÓXIDO DE CLORO

Troca-se o clorocloro por dióxidodióxido dede clorocloro quando o suprimento deágua bruta está contaminado temporariamente com fenóisfenóis, sendo istousando especialmente nos EUA e Europa

ENTRETANTO,ENTRETANTO, oo usouso dodo ClOClO22..

nãonão éé umauma cloraçãocloraçãopropriamentepropriamente

ReaçãoReação dede obtençãoobtençãoObtenção a partir de clorito: ClO2

- ClO2.. + e- (realizada in situ)

oxidação 38

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA: DESINFECÇÃO COM CLORO E DIÓXIDO DE CLORO

Desvantagens na utilização de dióxido de cloro

• Assim como o ozônio, nãonão podepode serser estocadoestocado (explosivo) sendo geradoinin situsitu• “Pequenas” frações de dióxido de cloro são convertidas em íons ClO2

-

e ClO3- cuja presença RESIDUAL na água final pode causar problemas

Vantagens na utilização de dióxido de cloroO dióxido de cloro não é um agente de cloração: geralmente nãointroduz átomos de cloro nas substâncias com as quais reage

Oxida a matéria orgânica formando quantidades muitomuito menoresmenoresde subprodutos orgânicos tóxicos que quando é usado cloro molecular

e ClO3- cuja presença RESIDUAL na água final pode causar problemas

de saúde

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�� ANÁLISESANÁLISES DEDE CONTROLECONTROLE

ETAPA FINAL: análises físico-químicas e microbiológicas paraatestar a qualidade da águaágua ((PortariaPortaria númeronúmero 518518 dodo MinistérioMinistério dada SaúdeSaúde,, dede2525 dede marçomarço dede 20042004))

ARMAZENAGEMARMAZENAGEMARMAZENAGEMARMAZENAGEM

DISTRIBUIÇÃODISTRIBUIÇÃO PARAPARA ASAS RESIDÊNCIASRESIDÊNCIAS(podem ocorrer contaminações)

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�� NoNo tanquetanque dede decantaçãodecantação ficamficam resíduosresíduos::tratamentotratamento dada LinhaLinha SÓLIDASÓLIDA

Desidratação de Lamas“Sobram” resíduos provenientes dos processos de clarificação: lamas

� São encaminhadas para a desidratação (estabilizaçãoestabilização químicaquímica) eestabilizaçãoestabilização microbiológicamicrobiológica devido à grande quantidade de água


-- AA desidrataçãodesidratação (secagem)(secagem) podepode serser feitafeita dede váriasvárias formasformas::evaporaçãoevaporação emem leitos,leitos, usouso dede filtrosfiltros (tipo(tipo prensa),prensa), etcetc

-- AA lamalama tratadatratada éé transportadatransportada parapara umum destinodestino finalfinal adequado,adequado, sendosendo possívelpossíveloo seuseu aproveitamentoaproveitamento comocomo aduboadubo orgânicoorgânico::

Composição, em % média, de lamas de Composição, em % média, de lamas de ETAsETAs após tratamentoapós tratamento

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REFERÊNCIAS CONSULTADAS

1 1 –– BAIRD, C., Química Ambiental, BAIRD, C., Química Ambiental, BookmanBookman, 2002, p. 483, 2002, p. 483--524.524.

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