O documento discute as características físicas, químicas e biológicas da água e efluentes. Apresenta os principais parâmetros de qualidade da água, incluindo cor, turbidez, temperatura, sabor e odor, sólidos totais e suas frações. Explica a importância de cada parâmetro e métodos de análise.
3. Programa
I UNIDADE
Introdução – Histórico – Panorama
Caracterização das Águas e Esgotos
Princípios Químicos, Físicos e Biológicos do TA
Interpretação de Análises e Elaboração de Laudos
Considerações Projetos e Técnicas de Tratamento
Tecnologia para Tratamento de Água
Parâmetros de controle de qualidade de Água
Legislação Aplicada e Padrões
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4. Nesta Aula Veremos ...
Características das Águas
Parâmetros Físicos
Parâmetros Químicos
Parâmetros Biológicos
6. cor
Turbidez
sólidos
Físicas
Temperatura
Sabor e Odor
Ph
Acidez
1
Alcalinidade
dureza
Sulfato
Sulfeto
Cloreto
2
Cianeto
Nitrogênio
Fósforo
Parâmetros
Ferro
Metais pesados
3
Químicas
Cloro residual
Características Água
fluoreto
Parâmetros de Qualidade
OD
MO
DTO
4
DQO
DBO
Óleos/Graxas
Fenóis
6
7. Cor
Turbidez
Temperatura
Cloro livre residual
Colorimetria
Fluoretos
Alumínio
pH
Dureza
Alcalinidade Total
Análises Físico-Químicas
Características Água
Cloretos
Titulometria
Adaptado: Manual Prático de Análise de Água (FUNASA-MS)
Gás Carbônico
Parâmetros Físicos
Parâmetros Químicos
7
8. Características Água
Parâmetros de Qualidade
Cor;
Turbidez;
Sabor e odor;
Temperatura;
Sólidos em suas
diversas frações.
Fornecem indicações
preliminares importantes
para a caracterização da Equipamentos para realização dos
ensaios físicos
qualidade química da água
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9. Características Água
Parâmetros Físicos
Conceito: Responsável pela coloração da água
Forma: presença sólidos dissolvidos (orgânicos e inorgânicos)
COR
Origem Natural: decomposição da matéria orgânica, Fe e Mn
cor
Origem Antrópica: resíduos industriais e esgotos domésticos
Importância: Natural – não representa risco a saúde, Industrial – pode ou
não apresentar toxidade
Utilização: caracterização de águas de abastecimento bruta e tratada
Unidade: uC (unidade de cor) ou uH (unidade Hazen = mg Pt-Co/L)
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10. Características Água
Parâmetros Físicos
Interpretação dos Resultados
Deve-se distinguir entre cor aparente e cor verdadeira. No valor da cor
aparente pode estar incluída uma parcela devida a turbidez da água.
Quando esta é removida por centrifugação, obtém-se a cor verdadeira.
COR
Para tratamento e abastecimento público de água:
cor
(a) águas com cor acima de 15 uC, podem ser detectadas em um copo
d’água pela maioria dos consumidores; (b) cor na água bruta: valores < a
5 uC, geralmente dispensam coagulação química, valores > 25 uC
usualmente requerem a coagulação seguida de filtração; (c) águas com
cor elevada implicam em um mais delicado cuidado operacional do
tratamento e (d) ver padrão de Potabilidade = 15 uC.
Para corpos d’água: ver padrão para corpos d’água.
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11. Características Água
Parâmetros Físicos
Métodos de Análise
Colorímetros (filtros)
cor
Espectrofotômetros (monocromador)
Comparação visual (Pt-Co)
11
13. Características Água
Parâmetros Físicos
Conceito: representa o grau de interferência com a passagem da luz,
através da água (aparência turva)
Turbidez
Forma: sólidos em suspensão
Origem Natural: partículas de rocha, argila e silte
turbidez
Origem Antrópica: despejos domésticos, industriais, microrganismos e
erosão
Importância: Natural – não traz inconveniente (abrigo microrganismo).
Antrópica – pode ser compostos tóxicos ou microrganismos patogênicos
Utilização: caracterização de águas de abastecimento bruta e tratada e
controle operacional da ETA
Unidade: uT (unidade de turbidez)
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14. Características Água
Parâmetros Físicos
Interpretação dos Resultados
Para tratamento e abastecimento público de água:
(a) águas com turbidez = 10 uT (ligeira nebulosidade), com turbidez = 500
Turbidez
uT (praticamente opaca);
turbidez
(b) Água bruta com turbidez < 20 uT (filtração lenta, sem coagulação),
valores > 50 uT (requer coagulação ou pré-filtro grosseiro);
(c) Padrão de potabilidade – variável em função da origem da água e do
tipo de tratamento.
Para corpos d’água: ver padrão para corpos d’água.
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15. Características Água
Parâmetros Físicos
Média geométrica mensal da Turbidez da água
bruta afluente a uma estação brasileira de médio
porte
Turbidez (uT)
400
300
200
100
0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
15
18. Características Água
Parâmetros Físicos
Conceito: O sabor é a interação entre o gosto (salgado, doce, azedo e
amargo) e o odor (sensação olfativa)
Forma: sólidos em suspensão, sólidos dissolvidos e gases dissolvidos
Sabor e odor
Origem Natural: MO em decomposição, microrganismos e gases (H2S)
Origem Antrópica: despejos domésticos e industriais e gases
Importância: A princípio não representa riscos à saúde, é a maior causa de
reclamação dos consumidores. Valores elevados podem indicar presença
de substâncias perigosas
Utilização: caracterização de águas de abastecimento bruta e tratada
Unidade: concentração limite mínima detectável
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19. Características Água
Parâmetros Físicos
Interpretação dos Resultados
Na interpretação dos resultados, são importantes a identificação e a
vinculação com a origem do sabor.
Sabor e odor
Para tratamento e abastecimento público de água:
Ver padrão de potabilidade (odor e gosto são considerados “não
objetiváveis”).
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20. Características Água
Parâmetros Físicos
Conceito: Medição da intensidade de calor
Origem Natural: calor por radiação, condução e convecção (atmosfera e
solo)
Temperatura
Origem Antrópica: Águas de torres de resfriamento e despejos industriais
Importância:
(a) > Temperatura > taxa das reações; (b) > Temperatura diminui a
solubilidade dos gases (ex.: OD); (c) > Temperatura > taxa de
transferência dos gases (pode gerar mau cheiro)
Utilização: caracterização de corpos d’água e águas residuárias brutas
Unidade: oC
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21. Características Água
Parâmetros Físicos
Interpretação dos Resultados
Para corpos d’água:
A temperatura deve ser analisada em conjunto com outros parâmetros, tais
Temperatura
com oxigênio dissolvido.
Para tratamento de águas residuárias:
(a) A temperatura deve proporcionar condições para as reações
bioquímicas de remoção de poluentes.
- Psicrofílica – entre 5 e 15 °C
- Mesofílica – entre 15 a 38 °C
- Termofílica – entre 45 e 60 °C
(b) Ver padrão de lançamento de Efluentes
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22. Características Água
Parâmetros Físicos
Recomendações:
Processos Industriais:
Temperatura
A temperatura de efluentes industriais pode ser reduzida através do
emprego de torres de resfriamento. Qualquer outro processo que provoque
aumento da superfície de contato ar/água pode ser usado, como
aspersores, cascateamento, etc..
Em muitos casos, apenas o tempo de detenção hidráulico dos efluentes em
tanques de equalização é suficiente para promover a redução desejada de
temperatura.
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23. Características Água
Parâmetros Físicos
Conceito: Sólidos nas águas correspondem a toda matéria que
permanece como resíduo, após evaporação, secagem ou calcinação da
Sólidos em Água
amostra a uma temperatura pré-estabelecida durante um tempo fixado.
Em linhas gerais, as operações de secagem, calcinação e filtração são
as que definem as diversas frações de sólidos presentes na água
(sólidos totais, em suspensão, dissolvidos, fixos e voláteis).
Frações dos sólidos:
a) Sólidos Totais (ST): Resíduo que resta na cápsula após a evaporação
em banho-maria de uma porção de amostra e sua posterior secagem em
estufa a 103-105°C até peso constante. Também denominado resíduo total.
b) Sólidos em suspensão (ou sólidos suspensos) (SS): É a porção dos
sólidos totais que fica retida em um filtro que propicia a retenção de
partículas de diâmetro maior ou igual a 1,2 μm. Também denominado
resíduo não filtrável (RNF).
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24. Características Água
Parâmetros Físicos
Frações dos sólidos (continuação):
c) Sólidos Voláteis (SV): é a porção dos sólidos (sólidos totais, suspensos
Sólidos em Água
ou dissolvidos) que se perde após a ignição ou calcinação da amostra a
550-600°C, durante uma hora para sólidos totais ou dissolvidos voláteis ou
15 minutos para sólidos em suspensão voláteis, em forno mufla. Também
denominado resíduo volátil.
d) Sólidos Fixos (SF): É a porção dos sólidos (totais, suspensos ou
dissolvidos) que resta após a ignição ou calcinação a 550-600°C após uma
hora (para sólidos totais ou dissolvidos fixos) ou 15 minutos (para sólidos
em suspensão fixos) em forno mufla. Também denominado resíduo fixo.
e) Sólidos Sedimentáveis (SSed): É a porção dos sólidos em suspensão
que se sedimenta sob a ação da gravidade durante um período de uma
hora, a partir de um litro de amostra mantida em repouso em um cone
Imhoff.
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25. Características Água
Parâmetros Físicos
Importância:
As determinações dos níveis de concentração resultam em um quadro geral
Sólidos em Água
da distribuição das partículas com relação ao tamanho (sólidos em
suspensão e dissolvidos) e com relação à natureza (fixos ou minerais e
voláteis ou orgânicos). Este quadro não é definitivo para se entender o
comportamento da água em questão, mas constitui-se em uma informação
preliminar importante.
No controle operacional de sistemas de tratamento de esgotos e efluentes,
em processos biológicos aeróbios e anaeróbios as concentrações tem sido
utilizadas para se estimar a concentração de microrganismos
decompositores da matéria orgânica.
As concentrações de sólidos em suspensão são medidas importantes no
controle de decantadores e outras unidades de separação de sólidos.
Constituem parâmetro utilizado em análises de balanço de massa
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26. Características Água
Parâmetros Físicos
ST - 1000
mg/L
Sólidos em Água
SS – 350 SD – 650
mg/L mg/L
SSF – 50 SDF – 400
mg/L mg/L
SSV – 300 SDV – 250 Sólidos sedimentáveis
mg/L mg/L sedimentação em cone
Esgoto Doméstico - Fonte: von
Imhoff após 1h
Sperling (1996)
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27. S. Sed.
SSV
SS
ST (evaporação e secagem)
Filtração, SSF
evaporação e
secagem
Determinados em laboratório
SDV
Sólidos em Água
STD
Calculados por diferença
SDF
SSV
STV
Filtração,
SDV
evaporação e
secagem
SSF
SF
SDV
Adaptado: Qualidade das Águas e
Poluição: Roque Passos (2006)
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28. Características Água
Parâmetros Físicos
Questões Propostas
Qual a diferença entre cor e turbidez ?
Qual a diferença entre cor real (verdadeira) e cor aparente?
Dê exemplos de partículas que provocam cor real nas águas
Dê exemplos de partículas que provocam turbidez nas águas
Qual a importância do parâmetro cor nos estudos de controle da poluição
das águas naturais (rios, lagos, etc)?
Qual a importância do parâmetro turbidez no controle operacional de uma
estação de tratamento de água para abastecimento público?
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29. Características Água
Parâmetros de Qualidade
Os principais parâmetros químicos:
pH;
Acidez;
Alcalinidade;
Dureza;
Fe e Mn;
Cloretos
Nitrogênio e Fósforo
Oxigênio dissolvido
Matéria Orgânica
Micropoluentes inorgânicos.
Micropoluentes orgânicos espectofotômetro
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30. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: pH = - log [H+] faixa 0 a 14
Origem Natural: dissolução rochas, absorção gases da atmosfera,
oxidação da matéria orgânica e fotossínteses
Origem Antrópica: despejos domésticos e industriais
pH
Importância: (a) não tem implicação em termos de saúde pública (exceção
para valores extremos); (b) É importante em diversas etapas do tratamento
(coagulação, desinfecção, controle da corrosividade, remoção da dureza);
(c) pH baixo: potencial corrosivo (agressividade nas tubulações); (d) pH alto:
possibilidade de incrustação nas tubulações
Utilização: caracterização águas abastecimento brutas e tratadas, de
águas residuárias brutas, controle da operação da ETA (coagulação e
incrustação/corrosividade) e controle da operação da ETE (digestão
anaeróbica)
30
31. Características Água
Parâmetros Químicos
Interpretação dos Resultados
Para tratamento e abastecimento público de água:
(a) ≠ pHs ≠ faixas de atuação ótima de coagulantes; (b) frequentemente
o pH precisa ser corrigido (antes e depois) da adição dos químicos; (c) a
variação do pH afeta o equilíbrio de compostos químicos
Para tratamento de águas residuárias:
pH
(a) Valores de pH afastados de 7 (neutro), tendem a afetar as taxas de
crescimento dos microrganismos; (b) a variação do pH afeta o equilíbrio
de compostos químicos; (c) valores de pH elevados possibilita preciptação
de metais;
Para corpos d’água:
(a) Valores de pH elevados podem estar associados à proliferação de
algas; (b) valores elevados ou baixos podem indicar presença de efluentes
industrias; (c) a variação do pH afeta o equilíbrio de compostos químicos
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33. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: capacidade da água em resistir às mudanças de pH causadas
pelas bases fortes, devido à presença de ácidos fortes, ácidos fracos e sais
que apresentam caráter ácido (sulfato de alumínio, cloreto férrico, cloreto de
amônio, por exemplo. É devida principalmente à presença de CO2 livre (pH
entre 4,5 e 8,2).
Acidez
Origem Natural: CO2 absorvido da atmosfera ou resultado da
decomposição da matéria orgânica e gás sulfídrico.
Origem Antrópica: despejos industriais (ácidos minerais ou orgânicos);
passagem da água por minas abandonadas, vazadouros de mineração e
borras de minério.
Importância:
(a) Tem pouca importância sanitária
(b) Águas com acidez mineral são desagradáveis ao paladar,
(c) Responsável pela corrosão de tubulações e materiais
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34. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Caracterização de águas de abastecimento
(inclusive industriais) brutas e tratadas
Unidade: mg/L de CaCO3 (também em miliequivalentes/L = equivalente/m3)
Acidez
Interpretação dos Resultados:
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
- O teor de CO2 livre (diretamente associado à acidez), a alcalinidade e o pH
estão inter-relacionados
- pH > 8,2: ausência de CO2 livre
- pH entre 4,5 e 8,2: acidez carbônica
- pH < 4,5: acidez por ácidos minerais fortes (usualmente resultantes de
despejos industriais)
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35. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: capacidade da água em resistir às mudanças de pH causadas
pelos ácidos fortes, devido à presença de bases fortes, fracas e sais que
apresentam caráter básico (bicarbonatos – HCO3-, carbonatos – CO3-, e os
hidróxidos (OH-). Capacidade de resistir as mudanças de pH – capacidade
tampão
Alcalinidade
Origem Natural: Dissolução de rochas, reação do CO2 com a água (CO2
advindo da atmosfera ou da decomposição da matéria orgânica).
Origem Antrópica: Despejos industriais
Importância:
(a) Água potável: Não tem significado sanitário, mas em elevadas
concentrações confere um gosto amargo para a água;
(b) Tratamento de água: relacionada com a coagulação, redução de dureza
e prevenção da corrosão em tubulações
(c) Tratamento esgoto: a redução do pH pode afetar os microrganismos
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36. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Caracterização de águas de abastecimento
brutas e tratadas. Controle da operação de estações de TA (coagulação e
grau de incrustabilidade e corrosividade)
Alcalinidade
Unidade: mg/L de CaCO3 (também em miliequivalentes/L = equivalente/m3)
Interpretação dos Resultados:
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
- a alcalinidade, o pH e o teor de CO2 estão inter-relacionados
- pH > 9,4: hidróxidos e carbonatos
- pH entre 8,3 e 9,4: carbonatos e bicarbonatos
- pH entre 4,4 e 8,3: apenas bicarbonatos
Em termos de Tratamento de Águas Residuárias:
- Pode afetar a taxa de crescimento dos microrganismos responsáveis pela
oxidação (como na nitrificação)
36
37. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: Concentração de cátions multimetálicos em solução. Os cátions
mais frequentemente associados à dureza são Ca2+ e Mg2+. Em condições
de supersaturação, os cátions reagem com ânions da água, formando
preciptados. Pode ser dureza carbonatada (HCO3- e CO32-) e dureza não
carbonatada (outros ânions, como Cl- e SO42-)
Origem Natural: Dissolução de minerais contendo cálcio e magnésio, ex.:
Dureza
rochas calcárias.
Origem Antrópica: Despejos industriais
Importância:
(a) Não há evidências de que a dureza cause problemas sanitários;
(b) Pode ter efeito laxativo;
(c) Reduz formação de espuma (maior consumo de sabão)
(d) Incrustações nas tubulações de água quente, caldeiras e aquecedores
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38. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Caracterização de águas de abastecimento
(inclusive indústrias) brutas e tratadas
Unidade: mg/L de CaCO3 (também em miliequivalentes/L = equivalente/m3)
Dureza
Interpretação dos Resultados:
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
- Dureza < 50 mg/L CaCO3: água mole
- Dureza entre 50 e 150 mg/L CaCO3: dureza moderada
- Dureza entre 150 e 300 mg/L CaCO3: água dura
- Dureza > 300 mg/L CaCO3: água muito dura
- Padrão de Potabilidade (≤ 500 mg/L)
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39. Características Água
Parâmetros Químicos
Média mensais da Dureza da água bruta afluente
Dureza mg/L CaCO3
a uma estação brasileira de médio porte
100
80
60
40
20
0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Fonte: Libânio, Marcelo – Tratamento de Água
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40. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: presentes nas formas insolúveis (Fe3+ e Mn4+) numa grande
quantidade de tipos de solos. Na ausência de OD (água subterrâneas e
fundo lagos) se apresentam na forma solúvel reduzida (Fe2+ e Mn2+). Caso a
forma reduzida seja exposta ao ar atmosférico, o Fe e Mn voltam a forma
insolúvel, preciptando, causando cor na água e manchando roupas na lavag
Origem Natural: Dissolução de compostos do solo
Fe / Mn
Origem Antrópica: Despejos industriais
Importância:
(a) Tem pouco significado sanitário nas concentrações usualmente
encontradas nas águas naturais;
(b) Em pequenas concentrações causam problemas de cor na água;
(c) Em certas concentrações podem causar sabor e odor (mas, nessas
concentrações, o consumidor já teria rejeitado a água, devido à cor)
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41. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Caracterização de águas de abastecimento
brutas e tratadas
Unidade: mg/L
Fe / Mn
Interpretação dos Resultados:
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
- Ver padrão de potabilidade (= 0,3 mg/L Ferro e 0,1 mg/L Manganês)
Em termos de tratamento e abastecimento de águas residuárias
- Ver padrão de lançamento
Em termos dos corpos d’água
- Ver padrão dos corpos d’água
41
42. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: Todas as águas naturais, em maior ou menor escala, contêm
íons resultantes da dissolução de minerais. Os cloretos (Cl-) são advindos
da dissolução de sais (ex.: cloreto de sódio)
Origem Natural: Dissolução de minerais e intrusão de águas salinas
Cloretos
Origem Antrópica: Despejos domésticos, industriais e águas utilizadas em
irrigação
Importância:
Em determinadas concentrações imprime um sabor salgado à água;
42
43. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Caracterização de águas de abastecimento
brutas e de esgotos tratados usados para irrigação
Unidade: mg/L
Cloretos
Interpretação dos Resultados:
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
- Ver padrão de potabilidade (= 250 mg/L)
Em termos dos corpos d’água
- Ver padrão dos corpos d’água
43
44. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: Dentro do ciclo do nitrogênio na biosfera, este se alterna entre
várias formas e estado de oxidação. No meio aquático, o nitrogênio pode
ser encontrado nas seguintes formas: (a) nitrogênio molecular (N2),
escapando para atmosfera, (b) nitrogênio orgânico (dissolvido ou em
suspensão), (c) amônia (livre NH3 e ionizada NH4+), (d) nitrito e (e) nitrato
Nitrogênio
Origem Natural: Proteínas e compostos biológicos. Nitrogênio de
composição celular de microrganismos
Origem Antrópica: Despejos domésticos, industriais, excrementos animais
e fertilizantes
Importância:
(a) O nitrogênio na forma de nitrato esta associado a doenças (bebê azul);
(b) O nitrogênio é indispensável para crescimento de algas, quando em
altas concentrações em lagos ou represas pode causar a eutrofização;
(c) Nos processo bioquímicos NH3 NO2- NO3- ocorre consumo de OD
(pode alterar a vida aquática)
44
45. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Caracterização de águas de abastecimento
brutas e tratadas, de águas residuárias brutas e tratadas e de corpos d’água
Unidade: mg/L
Nitrogênio
Interpretação dos Resultados:
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
- Ver padrão de potabilidade (= 10 mg/L nitrato e 1 mg/L nitrito)
Em termos de tratamento de águas residuárias
- É necessário um adequado balanço C:N:P no esgoto para o
desenvolvimento dos microrganismos (cerca de 100:5:1 em termos de
DBO:N:P)
- Ver padrão de lançamento (amônia)
Em termos dos corpos d’água
- Ver padrão dos corpos d’água (amônia, nitrito, nitrato e, em certas condições
nitrogênio total)
45
46. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: O fósforo na água apresenta-se principalmente nas formas de
ortofosfato, polifosfato e fósforo orgânico. Os ortofosfatos são diretamente
disponíveis para o metabolismo biológico sem necessidade de converções a
formas mais simples. As formas em que os ortofosfatos se apresentam na
água (PO43-, HPO42-, H2PO4-, H3PO4) dependem do pH, sendo a mais
comum na faixa usual de pH o HPO42-. Os polifosfatos são moléculas mais
complexas com dois ou mais átomos de fósforo.
Fósforo
Origem Natural: dissolução de compostos do solo, decomposição da MO e
fósforo de composição celular de microrganismos.
Origem Antrópica: Despejos domésticos, industriais, detergentes,
excrementos animais e fertilizantes
Importância:
(a) Não apresenta problemas de ordem sanitária nas águas abastecimento;
(b) Seu excesso pode conduzir a um crescimento exagerado de
microrganismos (eutrofização);
46
47. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Caracterização de águas de abastecimento
brutas e tratadas de águas residuárias brutas e tratadas e de corpos d’água
Unidade: mg/L
Interpretação dos Resultados:
Fósforo
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
- Ver padrão de potabilidade (= 10 mg/L nitrato e 1 mg/L nitrito)
Em termos de tratamento de águas residuárias
- É necessário um adequado balanço C:N:P no esgoto para o
desenvolvimento dos microrganismos (cerca de 100:5:1 em termos de
DBO:N:P)
- Ver padrão de lançamento (amônia)
Em termos dos corpos d’água
- Ver padrão dos corpos d’água (amônia, nitrito, nitrato e, em certas
condições nitrogênio total)
47
49. Características Água
Parâmetros Químicos
Cite exemplos de aplicação do pH em ETAs, ETEs e em lago
Questões Propostas
eutrofizado ?
Pode uma água natural conter acidez e alcalinidade ao
mesmo tempo ?
Qual a principal forma em que a dureza pode ser introduzida
nas águas naturais?
Quais as principais fontes de nitrogênio nas águas naturais?
Por que tratar esgotos sanitários pode ser insuficiente para
controlar a eutrofização de determinada água natural?
49
50. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: O O2 dissolvido (OD) é de essencial importância para os
organismos aeróbios (que vivem na presença de O2). Durante a
Oxigênio Dissolvido
estabilização da MO, as bactérias fazem uso do O2 nos processos
respiratórios, podendo vir a causar uma redução da sua concentração no
meio. Dependendo da magnitude deste fenômeno, podem vir a morrer
diversos seres aquáticos, inclusive os peixes. Caso o O2 seja totalmente
consumido, tem-se as condições anaeróbias (ausência de O2), com possível
geração de maus odores.
Origem Natural: dissolução do oxigênio atmosférico e produção pelos
organismos fotossintéticos.
Origem Antrópica: Introdução pela aeração artificial e produção de
organismos fotossintetizantes (eutrofização)
Importância:
(a) O O2 dissolvido é vital para os seres aquáticos aeróbicos;
(b) O O2 dissolvido é o principal parâmetro de caracterização dos efeitos da
poluição das águas por despejos orgânicos;
50
51. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Controle operacional de estações de tratamento
de esgoto e caracterização de corpos d’água.
Oxigênio Dissolvido
Unidade: mg/L
Interpretação dos Resultados:
Em termos de tratamento de águas residuárias:
- É necessário um teor mínimo de OD (>1 mg/L) nos reatores dos sistemas
aeróbios
Em termos dos corpos d’água
- A solubilidade do OD varia com a altitude e a temperatura. Nível do mar a 20º
C a conc. de saturação = 9,2 mg/L
- Valores OD >> à saturação: são indicativos da presença de algas
(fotossíntese, com geração de oxigênio puro);
- Valores OD << à saturação: são indicativos da presença de MO (esgoto)
- Com OD em torno de 4-5 mg/L morrem os peixes mais exigentes; com OD =
2 mg/L praticamente todos estão mortos, com OD = 0 mg/L (condição
anaeróbica) 51
52. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: A matéria orgânica presente nos corpos d’água e nos esgotos é
uma característica de primordial importância, sendo a causadora do
principal problema de poluição das águas: o consumo de OD pelos
Matéria Orgânica
microrganismos nos seus processos metabólicos de utilização e
estabilização da MO. Os principais componentes orgânicos são as
proteínas, os carboidratos, a gordura e os óleos, além da uréia,
surfactantes, fenóis, pesticidas e outros em menor quantidade. A matéria
carbonácea (carbono orgânico) divide-se em: (a) não biodegradável (em
suspensão e dissolvida) e (b) biodegradável (em suspensão e dissolvida).
Normalmente utiliza-se métodos indiretos para quantificação da MO ou do
seu potencial poluidor, visto que seria muito complexo a determinação de
cada um dos seus componentes. Existem duas principais categorias: (a)
Medição do consumo de oxigênio (Demanda Bioquímica de Oxigênio –
DBO; Demanda Química de Oxigênio – DQO e (b) Medição do Carbono
Orgânico (Carbono Orgânico Total – COT). A DBO e a DQO são parâmetros
tradicionalmente mais utilizados.
Origem Natural: MO vegetal e animal e microrganismos
Origem Antrópica: Despejos domésticos e industrias
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53. Características Água
Parâmetros Químicos
Os parâmetros, Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO e Demanda
Química de Oxigênio – DQO expressam a presença da matéria orgânica.
Matéria Orgânica
Ambos indicam a magnitude do consumo de oxigênio (em mg/L) pelas
bactérias na estabilização da matéria orgânica
A determinação da DBO, realiza-se a partir da diferença na concentração
de OD em amostra de água em um período de 5 dias e temperatura de
20º C (DBO5)
A DQO é obtida por titulação química e o resultado sai em menos de 3 h,
sendo utilizado como parâmetro no monitoramento de estação de
tratamento de esgoto
Se uma amostra de água apresentar DBO de 10 mg/L significa que serão
necessárias 10 mg de OD para estabilizar a MO biodegradável contida em
1 litro de amostra, em um período de 5 dias a 20º C
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54. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Controle de águas residuárias brutas e tratadas e
caracterização de corpos d’água.
Matéria Orgânica
Unidade: mg/L
Interpretação dos Resultados:
Em termos de tratamento de águas residuárias:
- A DBO dos esgotos domésticos esta em torno de 300 mg/L e DQO 600 mg/L
- A DBO e DQO dos esgotos industriais variam amplamente, com o tipo de
processo industrial
- A DBO e DQO efluente do tratamento são função do nível e do processo de
tratamento
Em termos dos corpos d’água:
- Ver padrão de Corpos d’água;
Importância: A DBO e DQO retratam, de forma indireta, o teor de MO nos
esgotos ou no corpo d’água, sendo, portanto uma indicação do potencial de
consumo do OD 54
55. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: Uma grande parte são tóxicos, em destaque os metais. Ex.:
arsênio, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio e prata. Os não metais: cianetos,
flúor e outros.
Micro inorgânicos
Origem Natural: A origem natural é de menor importância
Origem Antrópica: Despejos industriais, mineradoras, garimpo e
agricultura.
Importância:
(a) Alguns elementos e compostos, em baixas concentrações, são
nutrientes para seres vivos;
(b) Vários nutrientes e compostos, em determinadas concentrações, são
tóxicos para os habitantes dos ambientes aquáticos, para os consumidores
da água e para os microrganismos responsáveis pelo tratamento biológico
dos esgotos;
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56. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Caracterização de águas de abastecimento
brutas e tratadas, caracterização de águas residuárias brutas e tratadas e
Micro inorgânicos
caracterização de corpos d’água.
Unidade: µg/L ou mg/L
Interpretação dos Resultados:
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
- Ver padrão de Potabilidade (vários compostos – consultar tabelas)
Em termos de tratamento de águas residuárias:
- Em determinadas concentrações, podem causar inibição no tratamento
biológico de esgotos;
- Ver padrão de Lançamento;
Em termos dos corpos d’água
- Ver padrão de Corpos d’Água
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57. Características Água
Parâmetros Químicos
Conceito: Alguns compostos orgânicos são resistentes à degradação
biológica, não integrando os ciclos biogeoquímicos, e acumulando-se em
determinado ponto do ciclo (interrompido). Entre estes, destacam-se os
Micro Orgânicos
defensivos agrícolas, alguns tipos de detergentes (ABS, com estrutura
molecular fechada) e um grande número de produtos químicos. Uma grande
parte desses compostos, mesmo em reduzidas concentrações, está
associada a problemas de toxicidade.
Origem Natural: vegetais com madeira (tanino, lignina, celulose, fenóis)
Origem Antrópica: Despejos industriais, detergentes, processamento e
refino de petróleo e defensivos agriculturas.
Importância:
(a) Os compostos orgânicos incluídos nesta categoria não são
biodegradáveis;
(b) Vários compostos, em determinadas concentrações, são tóxicos para os
habitantes dos ambientes aquáticos, para os consumidores da água e para
os microrganismos responsáveis pelo tratamento biológico dos esgotos;
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58. Características Água
Parâmetros Químicos
Utilização mais frequente: Caracterização de águas de abastecimento
brutas e tratadas, caracterização de águas residuárias brutas e tratadas e
caracterização de corpos d’água.
Micro Orgânicos
Unidade: µg/L ou mg/L
Interpretação dos Resultados:
Em termos de tratamento e abastecimento público de água:
- Ver padrão de Potabilidade (vários compostos – consultar tabelas)
Em termos de tratamento de águas residuárias:
- Ver padrão de Lançamento
Em termos dos corpos d’água
- Ver padrão de Corpos d’Água
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59. Características Água
Parâmetros Biológicos
Entre os organismos que podem ser encontrados na água:
Microorganismos patogênicos
o São introduzidos na água junto com a matéria fecal
de esgotos sanitários. Podem ser de vários tipos:
bactérias, vírus, protozoários e vermes.
o Possuem sobrevivência limitada no meio
o Sua existência é mostrada através de indicadores
da presença de matéria fecal no líquido
o As bactérias usadas como indicadores de poluição
da água por matéria fecal são os coliformes
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60. Características Água
Parâmetros Biológicos
Coliformes Totais
Coliformes Fecais (Termotolerantes)
Escherichia coli - constituí na espécie dominante de
coliformes fecais .
Streptococos fecais - Streptococos faecalis - homem;
Streptococos bovis - gado bovino; Streptococos
equinus - equinos
Testes de Biotoxidade
Comunidade Fitoplanctônica
Algas tóxicas e cianotoxinas
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61. Características Água
Parâmetros Biológicos
Coliformes Totais e Fecais
Colifomes Totais - grande grupo de bactérias
encontradas em vários ambientes, poluídos e
não poluídos;
Coliformes Fecais - Bactérias indicadoras de
resíduo do trato intestinal humano e de outros
animais endotermos;
62. Características Água
Parâmetros Biológicos
E. Coli e Estreptococos fecais
Escherichia coli - constituí na espécie
dominante de coliformes fecais.
Estreptococos fecais - Várias espécies ou
variedades de estreptococos. Habitam o
intestino de seres humanos e outros animais.
Ex: Streptococos faecalis - homem;
Streptococos bovis - gado bovino;
Streptococos equinus - equinos
64. Características Água
Parâmetros Biológicos
Portaria MS
518/2004
Padrão
microbiológico
de potabilidade
da água para
consumo
humano
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65. Onde Estudar a Aula de Hoje
Nos Livros
• Von Sperling, Marcos – Introdução a Qualidade
das Águas – Editora UFMG 3ª. Ed ( Cap. 1 –
Noções de Qualidade das Águas)
• Telles D’Alkimin, Dirceu – Reúso da Água – Ed.
Blucher (Cap. 3 – Qualidade da água)
• Passos, Roque - Qualidade das Águas e
Poluição: Aspectos Físico-Químicos - ABES
66. Na Próxima Aula Veremos ...
Tratamento de Água
Requisitos de Qualidade da Água
IQA – como se calcula ?
Composição do Esgoto
Características dos Efluentes
IQE – como se calcula ?
Poluição das Águas
Quantificação das Águas Poluidoras