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CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO À
QUÍMICA AQUÁTICA
"A água é o constituinte mais característico da
terra. Ingrediente essencial da vida, a água é talvez
o recurso mais precioso que a terra fornece à
humanidade. Embora se observe pelos países
mundo afora tanta negligência e tanta falta de
visão com relação a este recurso, é de se esperar
que os seres humanos tenham pela água grande
respeito, que procurem manter seus reservatórios
naturais e salvaguardar sua pureza. De fato, o
futuro da espécie humana e de muitas outras
espécies pode ficar comprometido a menos que
haja uma melhora significativa na administração
dos recursos hídricos terrestres."
J.W.Maurits la Rivière, Ph.D. em Microbiologia,
Delft University of Technology, Holanda
3.1 - A ÁGUA
3.1.1 - A disponibilidade e usos da água
A água é constituinte fundamental de todas as
manifestações da vida e também é notável meio de
transporte e tem servido para a evacuação de
detritos humanos e industriais, tornando-se
paradoxalmente um agente que pode até causar a
morte.
Foi na água que a vida floresceu, e seria difícil
imaginar a existência de vida na ausência deste
recurso vital.
O homem a utiliza em quase todas suas
atividades, desde as mais cotidianas, como higiene
pessoal, preparo de alimentos e limpeza de
moradias, até as mais complexas, como a irrigação
de plantações e produção industrial.
A água cobre cerca de 74% da superfície da
Terra e, apesar disso, muitas localidades ainda não
têm acesso a quantidades de água com
características de potabilidade adequadas às
necessidades do consumo humano. Somente 0,8%
de água serve para consumo humano.
A maior parte dos ecossistemas terrestres,
além dos seres humanos, necessita de água
doce para sua sobrevivência. Entretanto, cerca
de 97% da água do nosso planeta está
presente nos oceanos e mares, na forma de
água salgada, ou seja, imprópria para o
consumo humano. Quase toda a água do
planeta está concentrada nos oceanos. Apenas
uma pequena fração (menos de 3%) está em terra
e a maior parte desta está sob a forma de gelo e
neve ou abaixo da superfície (água subterrânea).
Só uma fração muito pequena (cerca de 1%) de
toda a água terrestre está diretamente disponível
ao homem e aos outros organismos, sob a forma
de lagos e rios, ou como umidade presente no solo,
na atmosfera e como componente dos mais
diversos organismos (FIGURA 3.1).
FIGURA 3.1 – Distribuição da água no planeta.
No nosso planeta, a água se apresenta em
diferentes compartimentos, a saber: oceanos,
geleiras e calotas polares, águas subterrâneas,
lagos, mares, umidade do solo, atmosfera e rios. A
quantidade de água presente em cada um destes
compartimentos, assim como o seu tempo de
residência, varia bastante. Os oceanos se
constituem no maior destes compartimentos, onde
a água tem um tempo de residência de
aproximadamente 3 mil anos. Eles são ainda a
fonte da maior parte do vapor d’água que aporta
no ciclo hidrológico. Sendo grandes acumuladores
do calor oriundo do sol, os oceanos
desempenham um papel fundamental no clima da
Terra.
O segundo maior reservatório de água do
planeta são as geleiras e calotas polares. O
continente Antártico contém cerca de 85% de todo
o gelo existente no mundo. O restante pode ser
encontrado no Oceano Ártico e ainda na
Groenlândia.
As águas subterrâneas encontram-se abaixo
da superfície em formações rochosas porosas
denominadas aquíferos. Estas águas têm
influência e também são influenciadas pela
composição química e pelos minerais com os
quais estão em contato. Os aquíferos são
reabastecidos pela água que se infiltra no solo e
eventualmente flui para reservatórios que se
localizam abaixo de seu próprio nível.
Corpos de água doce em contato direto com a
atmosfera compreendem lagos, reservatórios, rios
e riachos. Coletivamente, estas águas são
chamadas de superficiais. A concentração de sais
na água faz com que as águas superficiais sejam
divididas em duas grandes categorias.
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Águas doces se distinguem de águas salinas
pelo seu baixo conteúdo de sais, sendo
normalmente encontradas em rios e lagos.
O exemplo mais significativo de águas salinas é
o das águas oceânicas. Via de regra, águas
salinas apresentam níveis de cerca de 35 g/L de
espécies dissolvidas, entre as quais as
predominantes são formadas por íons de sódio e
cloreto. O encontro das águas doces e salinas
resulta em regiões denominadas estuários. Nestas
regiões, observa-se geralmente um gradiente de
salinidade, cujos níveis aumentam à medida que
se aproxima da foz do rio.
Do ponto de vista ambiental, um importante
reservatório são os mangues, nos quais os níveis
do lençol freático se encontram praticamente na
superfície. Estes ecossistemas suportam uma
vasta população de plantas e animais,
constituindo-se em berçários bastante importantes
para a vida selvagem.
Finalmente, a atmosfera é o compartimento que
contém a menor quantidade de água, além de ser
aquele onde a água tem o menor tempo de
residência, cerca de 10 dias. A atmosfera contribui
para a precipitação, que em última instância é o
meio através do qual a água que se evapora
predominantemente dos oceanos é devolvida à
terra.
A água circula entre o meio físico e os seres
vivos, continuamente, constituindo o denominado
ciclo hidrológico (FIGURA 3.2). O ciclo hidrológico
é o caminho que a água faz desde a atmosfera,
passando por varias fases, até retornar de novo à
atmosfera.
Segundo o ciclo hidrológico as águas podem
ser classificadas como:
) Meteóricas – chuvas, neves, granizo.
) Superficiais – rios, lagos, reservatórios, etc.
) Subterrâneas – as águas subterrâneas podem
estar em dois aqüíferos:
− Freático: Aquele em que o lençol se
encontra à pressão atmosférica (poço
raso) e
− Artesiano: Aquele em que o lençol se
encontra à pressão superior à ATM.
A água evaporada dos mares, lagos, rios,
pântanos, vegetais e animais, forma as nuvens, as
quais, alcançando regiões mais frias, condensam-
se e caem na forma de chuvas (precipitação).
A água precipitada pode escoar sobre a
superfície (escoamento superficial), formando os
oceanos, lagos e rios, ou infiltrar-se no solo
(infiltração), recarregando os mananciais (nascente
de água).
Nesse percurso, a água pode evaporar
diretamente para a atmosfera ou ser captada pelos
seres vivos (vegetais e animais).
Os vegetais absorvem a água do solo pelas
raízes e a perdem pela transpiração. Os animais
obtêm a água diretamente do meio físico ou
através dos alimentos, e a perdem por
transpiração, respiração e excreção.
FIGURA 3.2 – Ciclo da Água
A quantidade de água livre sobre a Terra atinge
1.370 milhões de km3. Dessa quantidade, apenas
0,6% de água doce líquida se torna disponível,
naturalmente, correspondendo a 8,2 milhões de
km3. Desse valor, somente 1,2% se apresentam
sob a forma de rios e lagos, sendo o restante
(98,8%) constituído de água subterrânea, da qual
somente a metade é utilizável, uma vez que a
outra parte está situada abaixo de uma
profundidade de 800m, inviável para captação
pelo homem. Assim, restam aproveitáveis
98.400km3 nos rios e lagos e 4.050.800km3 nos
mananciais subterrâneos, o que corresponde a
cerca de 0,3% do total de água livre do Planeta.
Apesar de ser um recurso natural encontrado
em grande quantidade na superfície da Terra, o
uso desordenado e a ação poluidora do homem
estão provocando o seu esgotamento, havendo
crescente necessidade de sua preservação.
3.1.2. Usos da água
Nenhum recurso natural, exceto o ar, apresenta
tantos usos legítimos quanto à água. Em nossa
vida social e industrial, os recursos hídricos são
utilizados para múltiplos fins, tais como:
abastecimento doméstico, abastecimento
industrial, irrigação, dessedentação de animais,
preservação da flora e fauna, recreação e lazer,
geração de energia elétrica, navegação e diluição
de despejos.
Em todo o mundo, o maior uso que se faz da
água é na agricultura. A irrigação retira
aproximadamente 69% da água de boa qualidade
do planeta. A irrigação consiste em um tipo de uso
denominado consuntivo. Isto quer dizer que o
recurso utilizado não retorna para a mesma fonte
de onde é proveniente. As atividades industriais,
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ao contrário, são consideradas não consuntivas,
uma vez que a água, embora possa estar
contaminada com determinados resíduos, retorna
para sua fonte, permanecendo disponível. Estas
atividades consomem cerca de 23% e o homem,
através do uso direto, é responsável pelo consumo
de 8% da água disponível no planeta, conforme
FIGURA 3.3.
FIGURA 3.3 - Principais usos da água
Certamente estes valores percentuais podem
variar dependendo da disponibilidade da água, do
grau de desenvolvimento da região e até mesmo
de aspectos culturais. Em algumas partes dos
Estados Unidos, por exemplo, o uso doméstico da
água per capita pode atingir 600 L por dia. Em
alguns países africanos, ao contrário, o uso de
água não é superior a 10 L ao dia por habitante.
3.1.3. Algumas propriedades da Água
A água ("hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido
de hidrogênio" ou ainda "protóxido de hidrogênio")
é uma substância líquida incolor, inodora e insípida,
essencial a todas as formas de vida, composta por
hidrogénio e oxigénio. É uma substância abundante
na Terra, cobrindo cerca de 3/4 da superfície do
planeta, encontrando-se principalmente nos
oceanos e calota polares, mas também em outros
locais em forma de nuvens, água de chuva, rios,
aquíferos ou gelo. A fórmula química da água é
H2O (FIGURA 3.4).
Uma gota d'água
Moléculas que
formam a água.
A água possui propriedades que a caracterizam,
diferenciando-a dos ambientes terrestres e aéreo e
que são responsáveis pela sobrevivência de
grande variedade de animais e vegetais.
As moléculas de água são mantidas juntas por
ligações covalentes polares entre um átomo de O e
dois átomos de H. A polaridade (distribuição
desigual de carga) das ligações covalentes resulta
da forte tendência do átomo de O em adquirir
elétrons de outros átomos, tais como o H.
FIGURA 3.4 – Molécula de água (A - Fórmula
pontilhada dos elétrons; B - Forma da molécula) Consumo
humano
− Estado Físico da Água
A água é uma substância que pode ser
encontrada, naturalmente, em todos os três
estados físicos: sólido (gelo), líquido (água líquida)
e gasoso (vapor).
O estado líquido da água tem uma estrutura
complexa e dinâmica, que envolve associação
entre as moléculas. A forte e extensa ligação de
hidrogênio entre as moléculas produz um valor
muito alto de certas propriedades físicas, tais
como temperatura de ebulição, viscosidade,
tensão superficial, calor específico, entre outros.
Se comparado com análogos, a temperatura de
ebulição da água deveria ser -200 oC! A água,
também, é um dos líquidos com a maior tensão
superficial conhecida - que faz com que as gotas
sejam esféricas e que alguns insetos possam
caminhar sobre ela. Por capilaridade, a água
consegue subir até a mais alta folha e uma árvore,
contrariando a atração gravitacional da Terra. A
estrutura do vapor (gás) da água é mais simples:
as moléculas estão relativamente distantes e
independentes uma das outras.
A água é, sem dúvida, o mais comum e mais
importante de todos os compostos. Graças às
propriedades da água, a vida foi capaz de surgir e
se desenvolver em nosso planeta. Estas
propriedades são extremamente peculiares: a
água sólida (gelo) é menos densa do que o líquido
- por esta razão, o gelo bóia sobre a água líquida.
Embora extremamente trivial, é exatamente o
oposto do observado na grande maioria das
substâncias. E, graças a esta habilidade, os
peixes e plantas de lagos e rios que congelam, no
inverno, não morrem, pois a capa de gelo que se
forma SOBRE o lago funciona como uma barreira
de proteção contra o frio. Se o gelo fosse mais
denso, os peixes teriam um piso congelado,
embaixo, e acima uma atmosfera fria. Uma
situação muito mais sinistra!
O simples fato da água ser líquida à
temperatura ambiente já é completamente
intrigante. Todos os compostos análogos à
molécula H2O são gases. Se não conhecessemos
a água, certamente iríamos deduzir que ela seria
um gás, e iria se tornar líquido somente em
temperaturas muito inferiores a 0 oC. Isto é
extremamente importante para que ela possa ser
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usada por organismos vivos; além de promover a
vida diretamente, ainda serve como meio de
transporte, para recreação, e como um habitat para
plantas e animais. Como é facilmente transformada
em vapor (gás), pode ser transferida, pela
atmosfera, dos oceanos até os continentes, onde
pode precipitar sobre a forma de chuva.
Estrutura gelo
Iceberg – flutuando
na água
- Capacidade de dissolver substâncias
Uma das propriedades mais importantes da
água líquida é a sua capacidade de dissolver
substâncias polares ou iônicas para formar
soluções aquosas. O oceano, o sangue ou uma
xícara de chá são exemplos de soluções aquosas.
Todas as reações que ocorrem em nosso
organismo se dão em soluções aquosas. A
interação entre as moléculas do solvente (água) e
as do soluto é que são responsáveis pelo processo
de solubilização: quando uma substância iônica é
dissolvida em água, os cátions são atraídos pelo
lado "negativo" da molécula de água e os ânions
pelos lados "positivos". Este processo é chamado
de hidratação. A hidratação dos íons é que
promove a "quebra" do retículo cristalino da
substância iônica, ou seja, a dissolução: as forças
existentes entre os cátions e ânions no sólido
(ligação iônica) são substituídas por forças entre a
água e os íons.
Solbilização do cloreto de sódio em água
− Peso específico
O elevado peso especifico da água, em relação
ao ar (cerca de 800 vezes maior) possibilita a
existência, nesse ambiente, de uma fauna e flora
que vivem em suspensão, compreendendo o
plâncton.
− Viscosidade
Resistência que a água oferece ao
deslocamento ou atrito dos corpos em suspensão.
Também é mais elevada na água do que no ar.
Permite a existência de grande nº de espécies
animais e vegetais, microscópicas e
macroscópicas.
− Tensão superficial
A água é um dos líquidos com a maior tensão
superficial conhecida (0,07198 N m-1 a 25ºC) que
faz com que as gotas sejam esféricas e que
alguns insetos possam caminhar sobre ela. A
película de tensão superficial existente no limite
entre o ar e a água, permite que alguns
organismos mantêm-se em superfície (ex.: aves
aquáticas); outros animais, de pequeno peso,
conseguem sustentar-se sobre a película; outros
organismos, como os insetos, reproduzem-se
dependurados nessa película.
A introdução de substâncias tenso-ativas
(sabões e detergentes) na água causa a redução
ou o rompimento da película de tensão superficial,
provocando problemas, como afundamento de
aves e de outros organismos aquáticos e
dificuldades à reprodução de alguns animais.
Margarida abaixo do nível da água. A tensão à
superfície previne a submersão da flor pela água
Insetos aquáticos
− Calor Específico
O calor específico de uma substância, c, é a
quantidade de energia necessária para aumentar
a temperatura de um grama da substância em 10
C. Assim, pela definição de caloria, o calor
Fotomontagem
com organismos
pertencentes ao
plâncton.
específico da água é 1 cal/(g ºC), ou seja, é um
valor muito alto. Assim a água tem capacidade de
absorver grandes quantidades de calor, sem
elevação brusca da temperatura. Este é um
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fenômeno importante, pois proporciona que os
imensos volumes de água dos oceanos
absorvam grandes quantidades de calor
durante o dia, devolvendo-as à noite, de forma
que não ocorram elevadas variações de
temperatura do ar atmosférico.
3.1.4. Qualidade da água
A água encontrada na Natureza possui uma
série de impurezas que definem suas
características físicas, químicas e biológicas.
Essas impurezas podem torná-la imprópria para o
consumo.
As características da água são:
− Físicas - Estão associadas
geralmente à presença de sólidos na água que
podem estar suspenso ou dissolvido.
− Químicas - Pode ser interpretada
como matéria orgânica (principalmente em
decomposição) e inorgânica (mineral).
− Biológicas – Seres presentes na
água mortos ou vivos – pertencentes aos animais,
vegetais e protistas (microscópios como bactérias,
vírus e algas)
A qualidade da água é fundamental para o bem
estar da população. Uma água de má qualidade
pode causar sérios riscos à saúde humana. 30%
das mortes de crianças com menos de 1 ano
ocorre por diarréia e 80% das enfermidades no
mundo são contraídas por causa da água poluída.
Vale então lembrar que 58% dos municípios do
país não possuem ETA’s e que apenas 8% tratam
corretamente os seus esgotos.
A qualidade de uma determinada água é função
do uso e da ocupação do solo em uma bacia
hidrográfica. Desta forma devemos então
considerar as condições naturais e a interferência
do homem.
As condições naturais afetam a qualidade da
água inicialmente como ar, ao incorporar na água o
material que está suspenso como partículas de
areia, polens de plantas, gases. Em seguida, tem-
se o escoamento superficial no qual podem ser
incorporadas partículas de solo (sólidos em
suspensão) ou íons provenientes da dissolução de
rochas (sólidos dissolvidos). Neste caso tem uma
influencia o uso e ocupação do solo.
A interferência do homem está associada às
suas ações sobre o meio, através da geração de
resíduos domésticos e industriais, de forma
dispersa (como a aplicação de defensivos no solo)
ou pontual (lançamento de esgoto).
Temos aqui então a qualidade da água
existente em contraposição à qualidade da água
desejável para um determinado uso.
Os Principais usos da água são:
− Abastecimento Doméstico
− Abastecimento Industrial
− Irrigação
− Dessedentação de Animas
− Aqüicultura
− Preservação Flora e Fauna
− Recreação e Lazer
− Paisagismo
− Geração de Energia
− Navegação
− Diluição de Despejos
Destes usos o abastecimento doméstico e
industrial, a irrigação e a dessedentação de
animais torna necessária a retirada da água de
sua coleção hídrica.
De uma forma geral, apenas os
abastecimentos doméstico e industrial requerem
um tratamento da água, a inter-relação entre o uso
da água e a qualidade requerida para a mesma é
direta. A água para um fim mais nobre como o
abastecimento humano, requer a satisfação de
diversos critérios de qualidade, enquanto a para
diluição de dejetos não possui nenhum requisito
especial.
A água pode ter usos múltiplos, decorrendo daí
à satisfação simultânea dos diversos critérios de
qualidade.
A água contém, geralmente, diversos
componentes, os quais provêm do próprio
ambiente natural ou foram introduzidos a partir de
atividades humanas.
− Padrões de Qualidade da Água
Os teores máximos de impurezas permitidos na
água são estabelecidos em função dos seus usos.
Esses teores constituem os padrões de qualidade,
os quais são fixados por entidades públicas, com
o objetivo de garantir que a água a ser utilizada
para um determinado fim não contenha impurezas
que venham a prejudicá-lo.
Os padrões de qualidade da água variam para
cada tipo de uso.
Assim, os padrões de potabilidade (água
destinada ao abastecimento humano) são
diferentes dos de balneabilidade (água para fins
de recreação de contato primário), os quais por
sua vez, não são iguais aos estabelecidos para a
água de irrigação ou destinada ao uso industrial.
Mesmo entre as indústrias, existem requisitos
variáveis de qualidade, dependendo do tipo de
processamento e dos produtos das mesmas.
Uma forma de definir a qualidade das águas
dos mananciais é enquadrá-los em classes, em
função dos usos propostos para os mesmos,
estabelecendo-se critérios ou condições a serem
atendidos.
− Classificação das Águas
Um modo de definir critérios ou condições a
serem atendidas pelos mananciais, é estabelecer
uma classificação para as águas, em função dos
seus usos. Os mananciais são enquadrados em
classes, definindo-se, para cada uma, os usos a
que se destina e os requisitos a serem
observados.
No Brasil, o Conselho Nacional de Meio Ambiente
– CONAMA aprovou e publicou, em 18.06.1986, a
Resolução nº 20, que estabelece a classificação
das águas, segundo a sua utilização,
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definindo os parâmetros de qualidade a serem
atendidos para cada classe.
Recentemente, a sobredita resolução foi
integralmente revogada pela Resolução CONAMA
nº 357, de 17.03.2005, que classifica os
recursos hídricos, segundo seus usos
preponderantes, em treze classes, sendo 5 de
águas doces (com salinidade igual ou inferior a
0,5 ‰); 4 de águas salinas (salinidade igual ou
superior a 30 ‰); e 4 de águas salobras
(salinidade superior a 0,5 ‰ e inferior a 30 ‰).
Para cada classe, foram definidos os usos a
que se destina, os quais estão indicados no
QUADRO 3.1
QUADRO 3.1 - Classificação das águas segundo seus usos preponderantes conforme a Resolução CONAMA
357/2005 (Fonte: Resolução CONOMA Nº357, de 17 de Março de 2005.)
CLASSIFICAÇÃO CLASSE USOS PREPONDERANTES
Especial
Águas destinadas ao abastecimento para consumo humano, com
desinfecção; à preservação do equilíbrio natural das comunidades
aquáticas, e a preservação dos ambientes aquáticos em unidades de
conservação de proteção integral.
1
Águas destinadas ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento simplificado; à proteção das comunidades aquáticas; à
recreação de contato primário, tais como: natação, esqui aquático e
mergulho, conforme Resolução CONAMA nº 274, de 2000; à irrigação de
hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam
rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; e à
proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.
2
Águas destinadas ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento convencional; à proteção das comunidades aquáticas; à
recreação de contato primário, tais como: natação, esqui aquático e
mergulho, conforme Resolução CONAMA nº 274, de 2000; à irrigação de
hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e
lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; e à aqüicultura
e a atividade de pesca.
3
Águas destinadas ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento convencional ou avançado; à irrigação de culturas arbóreas,
cerealíferas e forrageiras; a pesca amadora; a recreação de contato
secundário; e a dessedentação de animais.
Águas doces
4 Águas destinadas à navegação; à harmonia paisagística.
Especial
Águas destinadas à preservação dos ambientes aquáticos em
unidades de conservação de proteção integral; e à preservação do
equilíbrio natural das comunidades aquáticas.
1
Águas destinadas à recreação de contato primário, conforme
Resolução CONAMA nº 274, de 2000; à proteção das comunidades
aquáticas e à aqüicultura e a atividade de pesca.
2 Águas destinadas à pesca amadora; e a recreação de contato secundário.
Águas Salinas
3 Águas destinadas à navegação; à harmonia paisagística.
Especial
Águas destinadas à preservação dos ambientes aquáticos em
unidades de conservação de proteção integral; e à preservação do
equilíbrio natural das comunidades aquáticas.
1
Águas destinadas à recreação de contato primário, conforme
Resolução CONAMA nº 274, de 2000; à proteção das comunidades
aquáticas; à aqüicultura e a atividade de pesca; ao abastecimento para
consumo humano, após tratamento convencional ou avançado; à irrigação
de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam
rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película, e à
irrigação de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o
público possa vir a ter contato direto.
2 Águas destinadas à pesca amadora; e à recreação de contato secundário.
Águas Salobras
3 Águas que podem ser destinadas à navegação; e à harmonia paisagística.
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Os limites e condições a serem atendidos
em cada classe também foram estabelecidos
pela Resolução 357/05, estando alguns
parâmetros indicados na TABELA 3.1. Além
dos apresentados nesta TABELA, muitos
outros limites e condições foram exigidos para
cada classe.
TABELA 3.1 – Alguns limites máximos permitidos para águas de classes 1, 2 e 3 conforme a Resolução
CONAMA 357/05.
Resolução 357/05 ÁGUAS DOCES CLASSES 1 e 2 CLASSE 3
Parâmetros inorgânicos Valor máximo Valor máximo
Alumínio dissolvido - 0,2 mg/L Al
Arsênio total 0,01 mg/L As 0,033 mg/L As
Bário total 0,7 mg/L Ba -
Berílio total 0,04 mg/L Be -
Boro total 0,5 mg/L B -
Chumbo total 0,01mg/L Pb 0,033 mg/L Pb
Cianeto livre 0,005 mg/L CN 0,022 mg/L CN
Cobalto total 0,05 mg/L Co 0,2 mg/L Co
Cobre dissolvido 0,009 mg/L Cu 0,013 mg/L Cu
Selênio total - 0,05 mg/L Se
Parâmetros orgânicos Valor máximo Valor máximo
Benzeno 0,005 mg/L 0,005 mg/L
Benzo(a)pireno 0,05 μg/L 0,7 μg/L
2,4–D - 30,0 μg/L
Endossulfan (a + b + sulfato) - 0,22 μg/L
Fenóis totais (substâncias que reagem
com 4-aminoantipirina) 0,003 mg/L C6H5OH 0,01 mg/L C6H5OH
Lindano (g-HCH) - 2,0 μg/L
Metoxicloro - 20,0 μg/L
Tetracloreto de carbono 0,002 mg/L -
Toxafeno - 0,21 μg/L
A classificação das águas é muito
importante nos programas de controle da
poluição, pois permite o enquadramento dos
recursos hídricos de uma bacia hidrográfica.
Após definida a classe de um determinado
manancial, são adotadas as medidas
preventivas e corretivas de controle da
poluição, de modo a garantir-se que o mesmo
atenda aos limites e condições para ela
estabelecidos.
− Padrões de Potabilidade
Antes mesmo da promulgação da
Constituição Federal de 1988, o decreto federal
nº 79.367 de 9/3/1977 atribuía ao Ministério da
Saúde competência para elaborar normas
sobre o padrão de potabilidade da água, a
serem observadas em todo o território nacional.
Desde então o Ministério da Saúde sancionou
4 portarias que dispõe sobre potabilidade de
água para consumo humano: Portaria
56Bsb/1977, Portaria 36GM/1990, Portaria
1469/2000 e Portaria 518/2004 (esta última
idêntica à Portaria 1469/00, à exceção de
prazos para adaptação e alguns quesitos
técnicos).
A Portaria 518 atribui deveres e obrigações
para diferentes níveis governamentais, sendo
que as secretarias municipais de saúde têm o
papel de exercer a vigilância da qualidade da
água. Sendo assim, segundo a Portaria, a
secretaria de saúde do município deve
verificar, continuamente, se a água fornecida à
população atende aos padrões de qualidade.
A TABELA 3.2 contém os valores máximos
permissíveis para parâmetros referentes à água
potável conforme a Portaria 518/04.
A seguir serão discutidos os principais
indicadores de qualidade da água, separados sob
os aspectos físicos, químicos e biológicos.
Os parâmetros abordados a seguir podem ser
utilizados de forma geral, tanto para caracterizar
águas de abastecimento, águas residuárias,
mananciais e corpos receptores. As águas
residuárias serão aprofundados em outro item.
− Indicadores de Qualidade Física
Temperatura
É medição da intensidade de calor, sendo
originada de forma natural pela transferência de
calor solo e ar (convecção e condução) ou pela
radiação solar diretamente. Sua origem
antropogênica são as iguais de torre de
resfriamento e os despejos industriais.
A temperatura é uma condição ambiental
muito importante em diversos estudos
relacionados ao monitoramento da qualidade de
águas. Sob o aspecto referente à biota aquática, a
maior parte dos organismos aquáticos possue
limites de tolerância térmica superior e inferior,
temperaturas ótimas para crescimento,
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temperatura preferida em gradientes térmicos e
limitações de temperatura para migração, desova
e incubação do ovo.
A temperatura da água é normalmente
superior à temperatura do ar, uma vez que o
calor específico da água é bem maior do que o
do ar e varia pouco e de forma lenta, garantindo
a sobrevivência dos seres aquáticos.
TABELA 3.2 – Padrões de aceitação para consumo humano, de acordo com a Portaria 518/04.
PARÂMETRO Unidade VMP(1)
Alumínio mg/L 0,2
Amônia (como NH3) mg/L 1,5
Cloreto mg/L 250
Cor Aparente uH(2) 15
Dureza mg/L 500
Ferro mg/L 0,3
Manganês mg/L 0,1
Odor - Não objetável(3)
Gosto - Não objetável(3)
Sódio mg/L 200
Sólidos Dissolvidos Totais mg/L 1.000
Sulfato mg/L 250
Sulfeto de Hidrogênio mg/L 0,05
Surfactantes mg/L 0,5
Tolueno mg/L 0,17
Turbidez UT(4) 5
Zinco mg/L 5
Xileno mg/L 0,3
Nota: (1) Valor máximo permitido; (2) Unidade Hazen (mg Pt-Co/L); (3) Critério de referência e (4) Unidade de turbidez
O aumento da temperatura provoca o aumento
da velocidade das reações, em particular as de
natureza bioquímica de decomposição de
compostos orgânicos. Por outro lado, diminui a
solubilidade de gases dissolvidos na água, em
particular o oxigênio, base para a decomposição
aeróbia. Estes dois fatores se superpõem, fazendo
com que nos meses quentes de verão os níveis de
oxigênio dissolvido nas águas poluídas sejam
mínimos, freqüentemente provocando mortandade
de peixes e, em casos extremos, exalação de
maus odores devido ao esgotamento total do
oxigênio e conseqüente decomposição anaeróbia
dos compostos orgânicos sulfatados, produzindo o
gás sulfídrico, H2S. Desta forma, a definição da
temperatura de trabalho nos estudos de
autodepuração natural faz-se necessária para a
correção das taxas de desoxigenação e de
reaeração, normalmente obtidas para a
temperatura de referência de 20°C.
Mudanças na temperatura podem levar a
modificações em outras propriedades da água
além do oxigênio dissolvido tais como:
− A viscosidade da água diminui com a
elevação da temperatura, podendo causar o
afundamento de muitos microrganismos
aquáticos, principalmente os fitoplânctons;
− Reduções na temperatura da água
causam o aumento da sua densidade. Esse
fenômeno ocorre até a temperatura de 4 0C,
abaixo da qual a densidade diminui. A água
possui densidade máxima a 4 0C.
Devido às importantes influências da
temperatura sobre a configuração dos ambientes
aquáticos, normalmente este parâmetro é incluído
nas legislações referentes ao controle da poluição
das águas. No Estado de Minas Gerais, é imposto
como padrão de emissão de efluentes a
temperatura máxima de 40oC, lançados
diretamente nas águas naturais (Art. 15 (b) - DN
COPAM 10/86). Além disso, nestas últimas não
poderá ocorrer variação superior a 3oC com
relação à temperatura na zona de mistura. Isto é
importante para efluentes industriais produzidos a
quente, como os de tinturarias, galvanoplastias,
indústrias de celulose, etc.
Transparência
A transparência da coluna d’água pode variar
desde alguns centímetros até dezenas de metros.
Essa região da coluna d’água é denominada zona
eufótica e sua extensão depende, principalmente,
da capacidade do meio em atenuar a radiação
subaquática. O limite inferior da zona eufótica é
geralmente assumido como sendo aquela
profundidade onde a intensidade da radiação
corresponde a 1% da que atinge a superfície.
Do ponto de vista óptico, a transparência da
água pode ser considerada o oposto da turbidez.
Sua avaliação de maneira mais simples é feita
através de um disco branco de 20 a 30 cm de
diâmetro, denominado disco de Secchi. A medida
é obtida mergulhando-se o disco branco no lado
da sombra do barco, através de uma corda
marcada. A profundidade de desaparecimento do
disco de Secchi corresponde àquela profundidade
9
na qual a radiação refletida do disco não é mais
sensível ao olho humano. A profundidade obtida
em metros é denominada transparência de disco
de Secchi.
A Importância deste parâmetro é que os
raios solares podem penetrar a maior ou menor
profundidade, e, em função disso, pode ocorrer
maior ou menor atividade fotossintética.
A elevação da cor ou da turbidez da água causa
a diminuição da sua transparência, reduzindo a
fotossíntese e, em conseqüência, o teor de
oxigênio dissolvido, causando impactos sobre os
organismos aquáticos aeróbios.
Condutividade elétrica
A condutividade elétrica é a capacidade que a
água possui de conduzir corrente elétrica. Este
parâmetro está relacionado com a presença de
íons dissolvidos na água, que são partículas
carregadas eletricamente. Quanto maior for a
quantidade de íons dissolvidos, maior será a
condutividade elétrica da água. Em águas
continentais, os íons diretamente responsáveis
pelos valores da condutividade são, entre outros, o
cálcio, o magnésio, o potássio, o sódio,
carbonatos, carbonetos, sulfatos e cloretos. O
parâmetro condutividade elétrica não determina,
especificamente, quais os íons que estão
presentes em determinada amostra de água, mas
pode contribuir para possíveis reconhecimentos de
impactos ambientais que ocorram na bacia de
drenagem ocasionados por lançamentos de
resíduos industriais, mineração, esgotos, etc.
A condutividade elétrica da água pode variar de
acordo com a temperatura e a concentração total
de substâncias ionizadas dissolvidas. Em águas
cujos valores de pH se localizam nas faixas
extremas (pH> 9 ou pH< 5), os valores de
condutividade são devidos apenas às altas
concentrações de poucos íons em solução, dentre
os quais os mais freqüentes são o H+ e o OH-.
A condutividade é normalmente expressa em
micromhos/cm (μmho/cm). No Sistema
Internacional de Unidades (SI) o inverso de ohm é
o siemens (S) e a condutividade é expressa com
milisiemens/m (mS/m); 1 mS/m = 10 μS/cm e 1
μS/cm = 1 μmho/cm. Para expressar os resultados
no SI de mS/m divide-se μmhos/cm por 10.
De acordo com a literatura, a condutividade
para as águas naturais varia de 0,5 a 2,0 μS/cm
para água destilada, 10 a 100 μS/cm para as
águas naturais e acima de 1000 μS/cm para águas
poluídas.
Cor
A cor de uma amostra de água está associada
ao grau de redução de intensidade que a luz sofre
ao atravessá-la (e esta redução dá-se por
absorção de parte da radiação eletromagnética),
devido à presença de sólidos dissolvidos,
principalmente material em estado coloidal
orgânico e inorgânico. Dentre os colóides
orgânicos pode-se mencionar os ácidos húmico e
fúlvico, substâncias naturais resultantes da
decomposição parcial de compostos orgânicos
presentes em folhas, dentre outros substratos.
Também os esgotos sanitários se caracterizam por
apresentarem predominantemente matéria em
estado coloidal, além de diversos efluentes
industriais contendo taninos (efluentes de
curtumes, por exemplo), anilinas (efluentes de
indústrias têxteis, indústrias de pigmentos, etc.),
lignina e celulose (efluentes de indústrias de
celulose e papel, da madeira, etc.).
Há também compostos inorgânicos capazes de
possuir as propriedades e provocar os efeitos de
matéria em estado coloidal. Os principais são os
óxidos de ferro e manganês, que são abundantes
em diversos tipos de solo. Alguns outros metais
presentes em efluentes industriais conferem-lhes
cor mas, em geral, íons dissolvidos pouco ou
quase nada interferem na passagem da luz.
O termo “cor” é usado aqui para significar cor
real, que é a cor da água cuja turbidez foi
removida. O termo “cor aparente” inclui não
somente a cor devido à substâncias em solução,
mas também àquela devida à matéria orgânica
suspensa. A cor aparente é determinada na
amostra original sem filtração ou centrifugação.
Em alguns efluentes industriais altamente
coloridos, a cor é principalmente contribuída por
material coloidal ou suspenso. Em tais casos as
cores aparente e real, deveriam ser determinadas.
A cor é removida para tornar a água adequada
para aplicações gerais e industriais. Efluentes
industriais coloridos podem requerer uma remoção
da cor antes da descarga em cursos de água.
A cor é medida em UH, unidade de escala de
Hanzen (mg Pt-Co/L).
Turbidez
Turbidez de uma amostra de água é o grau de
atenuação de intensidade que um feixe de luz
sofre ao atravessá-la (e esta redução se dá por
absorção e espalhamento, uma vez que as
partículas que provocam turbidez nas águas são
maiores que o comprimento de onda da luz
branca), devido à presença de sólidos em
suspensão, tais como partículas inorgânicas
(areia, silte, argila) e de detritos orgânicos, algas e
bactérias, plâncton em geral, etc. A erosão das
margens dos rios em estações chuvosas é um
exemplo de fenômeno que resulta em aumento da
turbidez das águas e que exige manobras
operacionais, como alterações nas dosagens de
coagulantes e auxiliares, nas estações de
tratamento de águas. A erosão pode decorrer do
mau uso do solo, em que se impede a fixação da
vegetação. Este exemplo mostra também o
caráter sistêmico da poluição, ocorrendo inter-
relações ou transferência de problemas de um
ambiente (água, ar ou solo) para outro.
Os esgotos sanitários e diversos efluentes
industriais também provocam elevações na
turbidez das águas. Um exemplo típico deste fato
ocorre em conseqüência das atividades de
mineração, onde os aumentos excessivos de
turbidez têm provocado formação de grandes
10
bancos de lodo em rios e alterações no
ecossistema aquático.
Alta turbidez reduz a fotossíntese de vegetação
enraizada submersa e algas. Esse
desenvolvimento reduzido de plantas pode, por
sua vez, suprimir a produtividade de peixes. Logo,
a turbidez pode influenciar nas comunidades
biológicas aquáticas.
O movimento ascencional das bolhas de gás
ocasiona o arraste de partículas orgânicas não
totalmente degradadas, aumentando a demanda
de oxigênio na massa líquida (demanda bentônica).
A resolução n° 357/05 do CONAMA impõe
limites de turbidez para as diversas classes de
águas naturais. Nos problemas relativos às águas
residuárias, os parâmetros cor e turbidez não são
normalmente utilizados, dando-se preferência às
medidas diretas dos valores de sólidos em
suspensão e sólidos dissolvidos. Este fato é
possível porque as faixas de concentração de
sólidos são elevadas, permitindo obter uma
precisão significativa na análise gravimétrica. Em
águas de abastecimento, por outro lado, o uso da
turbidez é muito mais expressivo do que a
concentração de sólidos em suspensão medida
diretamente.
A turbidez também é um parâmetro que indica a
qualidade estética das águas para abastecimento
público. O padrão de potabilidade (portaria
518/2004 do Ministério da Saúde) é de 5,0 UNT.
A turbidez é medida em UNT – unidade
nefelométrica.
Gosto e odor
Não produz sensação de odor
ou sabor nos
sentidos humanos. Uma das principais fontes de
odor nas águas naturais é a decomposição
biológica da matéria orgânica. No meio anaeróbio,
isto é, no lodo de fundo de rios e de represas e, em
situações críticas, em toda a massa líquida, ocorre
a formação do gás sulfídrico, H2S, que apresenta
odor típico de ovo podre, de mercaptanas e
amônia, esta última ocorrendo também em meio
aeróbio. Águas eutrofizadas, isto é, águas em que
ocorre a floração excessiva de algas devido à
presença de grandes concentrações de nutrientes
Outra fonte que causa probrlemas de sabor e
odor nas águas para o abastecimento público
refere-se à presença de fenóis. Esses compostos,
mesmo quando presentes em quantidades
diminutas (o padrão de portabilidade no Brasil é de
0,1μg/L, a título de recomendação), reagem com o
cloro residual livre foramando clorofenóis que
apresentam odor caracterísitico e instenso.
Além disso, afeta adversamente os usos
domésticos, industrial e recreacional de uma
água.
Nas águas naturais, a presença da turbidez
provoca a redução de instensidade dos raios
luminosos que penetram no corpo d’água,
influindo decisivamente nas características do
ecossistema presente. Quando sedimentadas,
estas partículas formam bancos de lodo onde a
digestão anaeróbia leva à formação de gases
metano e gás carbônico. Principalmente, além de
nitrogênio gasosos e do gás sulfídrico, que é
malcheiroso.
Além destas fontes principais, existe ainda o
gosto na água proveniente de metais, acidez ou
alcalinidade pronunciadas, cloreto (sabor salgado),
etc.. Na legislação brasileira aparece apenas a
designação “não objetável” para sabor e odor, o
que representa certa subjetividade.
Sólidos
Todas as impurezas da água, com exceção dos
gases dissolvidos contribuem com a carga de
sólidos presentes nos recursos hídricos.
Em saneamento, sólidos nas águas
correspondem a toda matéria que permanece
como resíduo, após evaporação, secagem ou
calcinação da 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). Os
métodos empregados para a determinação de
sólidos são gravimétricos (utilizando-se balança
analítica ou de precisão), com exceção dos sólidos
sedimentáveis, cujo método mais comum é o
volumétrico (uso do cone Imhoff).
Sólidos
Totais
Sólidos em
Suspensão
Sólidos
Dissolvidos
Fixos Fixos Voláteis Voláteis
Cone Imhoff
liberados de compostos orgânicos biodegradados,
podem também manifestar sabor e odor. Sabe-se
que certos gêneros de algas cianofíceas (algas
azuis, resistentes às condições de severa
poluição) produzem compostos odoríficos, em
alguns casos até mesmo tóxicos.
Outra fonte que causa problemas de sabor e
odor nas águas para abastecimento público
refere-se à presença de fenóis.
11
Definições das diversas frações
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).
c) Sólidos Voláteis (SV): é a porção dos
sólidos (sólidos totais, suspensos 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.
Os sólidos podem ser classificados de acordo
com seu tamanho e características químicas
(FIGURA 3.5).
FIGURA 3.5 - Chave de classificação dos sólidos.
Os níveis de concentração das diversas frações
de sólidos resultam em um quadro geral da
distribuição das partículas com relação ao tamanho
que não é definitivo para se entender o
comportamento da água em questão, mas
constitui-se em uma informação preliminar
importante.
O nível de sólidos sedimentáveis nos
efluentes finais descarregados pelas indústrias
é também extremamente importante por se
tratar de parâmetro da legislação. No Estado de
Minas Gerais, por exemplo, o limite máximo é
de apenas 1 mL/L para a descarga direta no
corpo receptor. Também na Resolução n° 357
de 17/03/2005 do CONAMA aparece como
padrão de emissão 1 mL/L de sólidos
sedimentáveis.
Com relação ao abastecimento público de
água, a Portaria nº 518, de 25 de março de
2004 do Ministério da Saúde estabelece como
padrão de potabilidade 1.000 mg/L de sólidos
12
totais dissolvidos. No caso da Resolução
CONAMA nº 357 de 17/03/2005, o valor máximo é
de 500 mg/L. Na legislação estadual de Minas
Gerais, Deliberação Normativa COPAM 10/86, o
limite máximo permitido também é de 500 mg/L.
− Indicadores de Qualidade Química
pH
O termo pH é usado para descrever o grau de
acidez ou alcalinidade (basicidade) de uma
solução.
As medidas de pH são de extrema utilidade,
pois fornecem inúmeras informações a respeito da
qualidade da água. Às águas superficiais possuem
um pH entre 4 e 9. As vezes são ligeiramente
alcalinas devido à presença de carbonatos e
bicarbonatos. Naturalmente, nesses casos, o pH
reflete o tipo de solo por onde a água percorre. Em
lagoas com grande população de algas, nos dias
ensolarados, o pH pode subir muito, chegando a 9
ou até mais. Isso porque as algas, ao realizarem
fotossíntese, retiram muito gás carbônico, que é a
principal fonte natural de acidez da água.
Geralmente um pH muito ácido ou muito alcalino
está associado à presença de despejos industriais.
Como os ácidos se ionizam em íons hidrogênio
(H+) e as bases em íons hidróxido (OH-), conclui-se
que quanto mais íons hidrogênio em uma solução,
mais ácida ela é. Alternativamente, quanto mais
íons hidróxido em uma solução, mais básica
(alcalina) ela é.
A acidez ou a alcalinidade de uma solução é
expressa em uma escala de pH que vai de 0 a 14.
Em pH 7 (neutralidade), as concentrações de H+ e
OH- são iguais. Um valor de pH acima de 7 indica
uma solução alcalina (básica).
A escala de pH é baseada no número de H+ em
uma solução (expressa em concentração mol/L).
Uma solução com valor 0 na escala de pH tem alta
concentração de íons H+ e baixa concentração de
íons OH-. Uma solução com pH 14, em contraste,
tem alta concentração de íons OH- e baixa
concentração de íons H+.
O ponto central é 7, onde as concentrações de
H+ e OH- são iguais. Uma solução com mais H+
que OH-, é ácida e tem pH abaixo de 7. Uma
solução com mais OH- que H+, é básica (alcalina) e
tem um pH acima de 7.
Uma mudança de uma unidade inteira na
escala de pH representa uma mudança de 10
vezes em relação à concentração anterior. Isto
significa que uma solução de pH 2 é 10 vezes
mais concentrada que uma de pH 3. Isso se deve
ao fato de que o pH é calculado com base numa
escala logarítmica,
ou seja:
pH = -log [H+]1
É possível calcular também o pOH de uma
solução:
pOH = -log [OH-]
A soma entre pH e pOH de uma mesma
solução será sempre igual a 14.
A seguir estão alguns exemplos interessantes
de substâncias comuns, seus valores de pH e a
relação ambiental em alguns casos.
Por influir em diversos equilíbrios químicos que
ocorrem naturalmente ou em processos unitários
de tratamento de águas, o pH é um parâmetro
importante em muitos estudos no campo do
saneamento ambiental.
A influência do pH sobre os ecossistemas
aquáticos naturais dá-se diretamente devido a seus
efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies.
Também o efeito indireto é muito importante,
podendo determinadas condições de pH
contribuírem para a precipitação de elementos
químicos tóxicos como metais pesados; outras
condições podem exercer efeitos sobre as
solubilidades de nutrientes. Desta forma, as
restrições de faixas de pH são estabelecidas para
as diversas classes de águas naturais, tanto de
1 Quando se quer expressar a concentração de um íon, ele é
colocado entre colchetes. Isso significa que [H+] é o mesmo que
dizer concentração do íon H+.
13
acordo com a legislação federal (Resolução n°
357/05 do CONAMA), como pela legislação do
Estado de Minas Gerais (Deliberação Normativa
COPAM 10/86).
Em pHs ácidos os organismos tendem a sofrer
de irritações e escamações de pele.
O valor de pH é também um resultado
importante para a composição dos chamados
“índices de qualidade de águas”. No cálculo do
IQA, o pH é um dos nove parâmetros
contemplados. Os critérios de proteção à vida
aquática fixam o pH entre 6 e 9.
Nos ecossistemas formados nos tratamentos
biológicos de esgotos o pH é também uma
condição que influi decisivamente no processo.
Normalmente, a condição de pH que corresponde
à formação de um ecossistema mais diversificado
e a um tratamento mais estável é a de
neutralidade, tanto em meios aeróbios como nos
anaeróbios. Nos reatores anaeróbios, a
acidificação do meio é acusada pelo decréscimo
do pH do lodo, indicando situação de desequilíbrio.
A produção de ácidos orgânicos voláteis pelas
bactérias acidificadoras e a não utilização destes
últimos pelas metanobactérias é uma situação de
desequilíbrio que pode ser devido a diversas
causas.
O decréscimo no valor do pH, que a princípio
funciona como indicador do desequilíbrio, passa a
ser causa se não for corrigido a tempo. É possível
que alguns efluentes industriais possam ser
tratados biologicamente em seus valores naturais
de pH, por exemplo, em torno de 5,0. Nesta
condição, o meio talvez não permita uma grande
diversificação hidrobiológica, mas pode acontecer
que os grupos mais resistentes, algumas bactérias
e fungos, principalmente, tornem possível a
manutenção de um tratamento eficiente e estável;
mas, em geral, procede-se à neutralização prévia
do pH dos efluentes industriais antes de serem
submetidos ao tratamento biológico.
O pH é padrão de potabilidade, devendo as
águas para abastecimento público apresentar
valores entre 6,0 e 9,5, de acordo com a Portaria
518/2004 do Ministério da Saúde.
Constitui-se também em padrão de emissão de
esgotos e de efluentes líquidos industriais, tanto
pela legislação federal quanto pela estadual. Na
legislação do Estado de Minas Gerais, estabelece-
se faixa de pH entre 6,5 e 8,5 para o lançamento
direto nos corpos receptores (DN COPAM 10/86).
O pH é muito influenciado pela quantidade de
matéria morta a ser decomposta, sendo que
quanto maior a quantidade de matéria orgânica
disponível, menor o pH, pois para haver
decomposição desse material muitos ácidos são
produzidos (como o ácido húmico). As águas
conhecidas como Pretas (por exemplo, o Rio
Negro, no Amazonas) possuem pH muito baixo,
devido ao excesso de ácidos em solução.
O pH de um corpo d'água também pode variar,
dependendo da área (no espaço) que este corpo
recebe as águas da chuva, os esgotos e a água do
lençol freático (lembram da tal Bacia
Hidrográfica?). Quanto mais ácido for o solo da
Bacia, mais ácidas serão as águas deste corpo
d'água. Por exemplo, um Cerrado, que tem
excesso de alumínio, quando drenado, leva uma
grande quantidade de ácidos para os corpos
d'água, reduzindo o pH. Mais um bom motivo para
se estudar todas as características da Bacia
Hidrográfica antes de recolher amostras, pois a
variável em questão, o pH, é muito influenciável
pelo espaço e no tempo.
Segundo MAIER (1987), os pHs dos rios
brasileiros têm tendência de neutro a ácido.
Alguns rios da Amazônia brasileira possuem pHs
próximos de 3, valor muito baixo para suportar
diversas formas de vida.
Rios que cortam áreas pantanosas também
têm águas com pH muito baixo, devido à presença
de matéria orgânica em decomposição. Rios de
mangue estão incluídos nesta categoria.
Eh (Potencial de oxi-redução)
Determina a característica do ambiente se
redutor ou oxidante, controlando inúmeros
processos químicos que ocorrem na natureza. É
medido com um potenciômetro.
Matéria orgânica (MO)
Pode ser de origem natural ou de atividades
antrópicas. Determina a carga orgânica dos corpos
d’água e efluentes. Os principais parâmetros para
avaliar a MO são:
− Demanda Bioquímica de oxigênio (DBO)
A expressão Demanda Bioquímica de Oxigênio
(DBO), utilizada para exprimir o valor da poluição
produzida por matéria orgânica oxidável
biologicamente, corresponde à quantidade de
oxigênio que é consumida pelos microorganismos
do esgoto ou águas poluídas, na oxidação
biológica, quando mantida a uma dada
temperatura por um espaço de tempo
convencionado. Essa demanda pode ser
suficientemente grande, para consumir todo o
oxigênio dissolvido da água, o que condiciona a
morte de todos os organismos aeróbios de
respiração subaquática.
− Demanda Química do Oxigênio (DQO)
O teste de Demanda Química de Oxigênio
(DQO) baseia-se no fato de que todos os
compostos orgânicos, com poucas exceções,
podem ser oxidados pela ação de um agente
oxidante forte em meio ácido. Uma das limitações,
entretanto é o fato de que o teste não diferencia
matéria orgânica biodegradável e matéria orgânica
não biodegradável, a primeira determinada pelo
teste de DBO. A vantagem é o tempo de teste,
realizado em poucas horas, enquanto o teste de
DBO requer no mínimo 5 dias (período de
incubação).
− Oxigênio dissolvido
Provém do ar e da atividade fotossintética dos
vegetais aquáticos. Dele depende a sobrevivência
dos organismos. Quanto maior for à agitação da
água (velocidade, quedas d’água), maior
14
quantidade de oxigênio será absorvida. Em águas
paradas, é importante a transparência do líquido,
pois quanto mais elevada for a mesma, maior será
a penetração da luz e consequentemente, maior
será a produção de oxigênio.
A determinação do oxigênio dissolvido é de
fundamental importância para avaliar as condições
naturais da água e detectar impactos ambientais
como eutrofização e poluição orgânica.
Do ponto de vista ecológico, o oxigênio
dissolvido é uma variável extremamente
importante, pois é necessário para a respiração da
maioria dos organismos que habitam o meio
aquático. Geralmente o oxigênio dissolvido se
reduz ou desaparece, quando a água recebe
grandes quantidades de substâncias orgânicas
biodegradáveis encontradas, por exemplo, no
esgoto doméstico, em certos resíduos industriais,
no vinhoto, e outros. Os resíduos orgânicos
despejados nos corpos d’água são decompostos
por microrganismos que se utilizam do oxigênio na
respiração. Assim, quanto maior a carga de matéria
orgânica, maior o número de microrganismos
decompositores e, conseqüentemente,
maior o
consumo de oxigênio. A morte de peixes em rios
poluídos se deve, portanto, à ausência de oxigênio
e não à presença de substâncias tóxicas.
A quantidade de oxigênio dissolvido depende da
temperatura da água (lembram da solubilidade dos
gases?) e da pressão atmosférica. Quanto maior a
pressão, maior a dissolução, e quanto maior a
temperatura, menor a dissolução desse gás.
Naturalmente existem duas fontes de oxigênio
para os sistemas aquáticos: o primeiro é a
atmosfera, como vimos, e o segundo é a
fotossíntese, realizada pelos seres vivos. Por isso
a medida de oxigênio é muito importante para se
determinar o estado de saúde do sistema. Quando
se têm pouco oxigênio, é provável que haja algum
problema no sistema. Por exemplo, despejo de
esgotos ou retirada de areia do fundo. Essa
retirada levanta o material depositado no fundo
(sedimento), promovendo o aumento da
decomposição e conseqüente diminuição do
oxigênio pela demanda microbiana.
Existe, como em todos os outros parâmetros,
uma variação da quantidade de oxigênio. Nos
casos apresentados os valores estão em
porcentagem de saturação deste gás, que é a
porcentagem existente de gás na água de acordo
com o máximo possível. Esse máximo é
determinado pela temperatura e pela pressão. Por
exemplo, a uma pressão de 760 mmHg, 100% de
umidade relativa a uma temperatura de 0ºC,
solubilizam-se 14,6 mg de oxigênio por litro de
água, enquanto que nas mesmas condições e à
temperatura de 30ºC, solubilizam-se apenas 7,59
mg de oxigênio por litro de água, ou seja, cerca da
metade do valor a 0º C.
A porcentagem de saturação pode ser
calculada através da seguinte fórmula:
A determinação do oxigênio dissolvido na água
pode ser feita através do método "Winkler" ou
eletrométrico.
Acidez
Acidez da água é sua capacidade em resistir
às mudanças de pH causadas pelas bases. A
acidez total representa o teor de dióxido de
carbono livre, ácidos minerais, e sais de ácidos
fortes, os quais por dissociação resultam em íons
hidrogênio na solução. É devida principalmente à
presença de gás carbônico livre (pH entre 4,5 e
8,2). Usualmente é expressa em mg CaCO3/L.
Ácidos minerais fortes, ácidos fracos tais como
carbônico e acético, e sais hidrolizáveis tais como
sulfatos de ferro ou alumínio podem contribuir
para a medida de acidez de acordo com o método
de determinação.
A acidez pode ocorrer devido a origens naturais
ou antropogênicas. Como origem natural tem-se:
CO2 absorvido na atmosfera ou resultante da
decomposição da matéria orgânica e gás
sulfídrico. Como origem antropogênica tem-se:
despejos industriais (ácidos minerais ou orgânicos)
e passagem da água por minas abandonadas,
vazadouros de mineração e dos rejeitos de
mineração.
Não há praticamente nenhuma relação com o
gás carbônico, sob o ponto de vista da saúde
pública. Os ácidos minerais que possivelmente
teriam, são identificados pela manifestação de
sabor azedo em concentrações relativamente
baixas. A grande importância no controle da acidez
das águas reside nos estudos de corrosão, que
pode ser provocada tanto pelo gás carbônico
(presente em águas naturais) como pelos ácidos
minerais (presentes em efluentes industriais). O
parâmetro “acidez” não se constitui, apesar de sua
importância, em qualquer tipo de padrão, seja de
potabilidade, de classificação das águas naturais
ou de emissão de esgotos; o efeito da acidez é
controlado legalmente pelo valor do pH.
Alcalinidade
É a quantidade de Íons na água que reagirão
para neutralizar os íons de hidrogênio. É uma
medida da capacidade da água de neutralizar os
ácidos (capacidade tampão – resistir a mudanças
de pH). Os principais constituintes da alcalinidade
são os bicarbonatos (HCO3-), carbonatos (CO32-) e
os hidróxidos.
15
A distribuição entre as três formas é função do
pH. Só podem existir simultaneamente 2 tipos de
alcalinidade. Uma das origens naturais da
alcalinidade é a dissolução do CO2 na água. Uma
vez em solução ele reage para formar o acido
carbônico. Outros sais de ácidos fracos
inorgânicos, como boratos, silicatos, fosfatos, ou
de ácidos orgânicos, como sais de ácido húmico,
ácido acético etc., também conferem alcalinidade
às águas, mas seus efeitos normalmente são
desconsiderados por serem pouco representativos.
Além disto, esta particularização permite o cálculo
dos três componentes da alcalinidade,
individualmente.
Os bicarbonatos e, em menor extensão, os
carbonatos, que são menos solúveis, dissolvem-se
na água devido à sua passagem pelo solo. Se este
solo for rico em calcáreo, o gás carbônico da água
o solubiliza, transformando-o em bicarbonato,
conforme a reação:
Os carbonatos e hidróxidos podem aparecer em
águas onde ocorrem florações de algas
(eutrofizadas), sendo que em período de intensa
insolação o saldo da fotossíntese em relação à
respiração é grande e a retirada de gás carbônico
provoca elevação de pH para valores que chegam
a atingir 10 unidades. A principal fonte de
alcalinidade de hidróxidos em águas naturais
decorre da descarga de efluentes de indústrias,
onde se empregam bases fortes como soda
cáustica e cal hidratada. Em águas tratadas, pode-
se registrar a presença de alcalinidade de
hidróxidos em águas abrandadas pela cal.
A alcalinidade pode ocorrer devido a origens
naturais ou antropogênicas. Como origem natural
tem-se: dissolução de rochas, reação do CO2 com
a água (CO2 resultante da atmosfera ou da
decomposição da matéria orgânica). Como origem
antropogênica tem-se os despejos industriais.
A sua importância é na prevenção de
incrustação e corrosão em tubulações, relação
com a coagulação e na redução da dureza. Não
tem significado sanitário de carbono – bicarbonato
controla o pH nos sistemas biológico.
Dureza
É causada por cátions metálicos polivalentes
em solução. Os mais frequentemente associados à
dureza são o Ca2+ e Mg2+, em condições de
supersaturação, esses cátions reagem com ânions
na água, formando precipitados.
A dureza pode ser classificada como dureza
carbonato e dureza não carbonato (temporária e
permanente), depende do ânion com a qual ela
está associada. Ela pode ainda ser classificada em
dureza cálcio e dureza do magnésio.
No caso da dureza temporária, estes cátions
estão na forma de bicarbonato e com o calor se
transformam em carbonatos que são insolúveis ou
pouco solúveis.
A dureza permanente (não carbonato) está
associada à presença de sulfatos ou cloretos de
cálcio ou magnésio em solução. O calor não tem
efeito, apenas em soluções alcalinas. CO2 + H2O H+ + HCO3- H+ + CO3-2
pH
4,5
pH
8,3
A sua origem natural é da dissolução de rochas
calcíneas ou outros minerais que contenham Ca e
Mg ou se for antropogênica é devido a despejos
industriais.
Sua importância está na redução da formação
de espuma, incrustação nas tubulações de água
quente, caldeiras e aquecedores, em
concentrações elevadas pode ter efeito laxativo.
Interpretação:
• Dureza < 50 mg/L CaCO3 – água mole
• Dureza 50 a 150 mg/L CaCO3 – dureza
moderada
• Dureza 150 a 300 mg/L CaCO3 – água
dura
• Dureza > 300 mg/L CaCO3 – água muito
dura
Corrosividade
Pode ser devido à presença de ácidos minerais
(casos raros) ou pela existência em solução de
oxigênio, gás carbônico e gás sulfídrico. O
oxigênio de maneira geral é fator de corrosão de
produtos ferrosos, o sulfídrico dos não-ferrosos e o
carbônico dos materiais à base de cimento.
− Nutrientes (Fósforo e Nitrogênio)
Fósforo
O fósforo é encontrado na água geralmente nas
formas de ortofosfato, Polifosfato e fósforo
orgânico. Os ortofosfatos são diretamente
disponíveis para os microrganismos
(metabolismo
biológico) sem a necessidade de conversão à
formas mais simples. Os ortofosfatos apresentam-
se na água nas formas H2PO4, HPO4-2; PO4-3 e
H3PO4 em função do pH. Na faixa mais usual de
pH encontramos a forma HPO4-2. Os polifosfatos
são moléculas mais complexas com dois ou mais
átomos de fósforo. O fósforo orgânico é
normalmente de menor importância.
A principal preocupação no material biológico é
assegurar fósforo suficiente para suportar o
crescimento microbial. Embora o esgoto sanitário
seja rico em fósforo, alguns efluentes industriais
podem ser deficientes em nutrientes, devido à alta
concentração de carboidratos (relação C:N:P).
16
Os seguintes valores de fósforo total podem ser
utilizados como indicativos aproximados do estado
de eutrofização de lagos (lagos tropicais
provavelmente aceitam concentrações superiores):
• P < 0,01-0,02 mg/L: não eutrófico
• P entre 0,01-0,02 e 0,05 mgL: estágio
intermediário
• P > 0,05 mg/L: eutrófico
Os compostos de fósforo são um dos mais
importantes fatores limitantes à vida dos
organismos aquáticos e a sua economia, em uma
massa d’água, é de importância fundamental no
controle ecológico das algas.
O fósforo é o nutriente limitante no crescimento
de algas. Microrganismos requerem carbono,
nitrogênio e fósforo como nutrientes majoritários.
Assim como as reações químicas deixam de se
processar quando um reagente limitante é
totalmente consumido, o crescimento de algas é
limitado pela disponibilidade de nutrientes na água.
A transformação de nutrientes em biomassa ocorre
em uma proporção média de C:N:P = 110:15:1. O
carbono nunca é a espécie limitante na água, uma
vez que sua presença é suprida pelo CO2
atmosférico. Algas verde-azuladas podem suprir as
necessidades em termos do nitrogênio, pois são
capazes de fixar o nitrogênio atmosférico. Assim
sendo, o fósforo é usualmente o elemento limitante,
embora seja necessário na menor quantidade.
Nas décadas de 50 e 60 sais de fosfato eram
utilizados em grandes quantidades na formulação
de detergentes, visando regular o pH da solução
de lavagem e também para manter íons como Ca2+
em solução (abrandando a dureza e produzindo
mais espuma). Como conseqüência, são inúmeros
os registros de eutrofização em lagos e
reservatórios de todo o mundo, contidos na
literatura. Os chamados Grandes Lagos,
localizados ao norte dos Estados Unidos e sul do
Canadá, são exemplos de ambientes aquáticos
severamente atingidos pelo fenômeno da
eutrofização artificial.
Despejos orgânicos, especialmente esgotos
domésticos, bem como alguns tipos de despejos
industriais, podem enriquecer as águas com esse
elemento. As fontes de origem natural são a
dissolução de compostos do solo e decomposição
da matéria orgânica.
Nitrogênio
O nitrogênio é um dos elementos mais
importantes à vida mas, em geral, muito escasso
nas águas. Suas fontes principais são: o ar
(assimilado por algumas algas), adubos e matéria
orgânica em decomposição (folhas ou esgotos).
Em limnologia (estudo das águas interiores),
quando se encontra referência à concentração de
"amônia", na maioria dos casos estão englobadas
as concentrações das duas formas de nitrogênio
amoniacal (NH3 e NH4+).
O íon amônio (NH4+) é muito importante para os
organismos produtores, especialmente porque sua
absorção é energeticamente mais viável. Para este
íon, não há necessidade de redução no interior da
célula, como ocorre com o nitrato (outra forma de
nitrogênio encontrada na água). O nitrato é a maior
fonte de nitrogênio para os vegetais aquáticos
(plantas superiores e algas microscópicas).
Altas concentrações do íon amônio podem ter
grandes implicações ecológicas, como por
exemplo: influenciando na quantidade do oxigênio
dissolvido na água, uma vez que para oxidar 1,0
miligrama do íon amônio são necessários cerca de
4,3 miligramas de oxigênio. Outra forma de ação
pode ser em pH básico (alcalino), onde este íon se
transforma em gás amônia (NH3 livre, gasoso),
que, dependendo da concentração, pode ser
tóxico para os peixes.
Portanto, quando se encontra muito nitrogênio
amoniacal na água, pode-se dizer que esta é
pobre em oxigênio dissolvido e que o ambiente
deve ter muita matéria em decomposição.
Dentro do ciclo do nitrogênio na biosfera, ele
alterna-se entre varias formas e estados de
oxidação. No meio aquático, o nitrogênio pode ser
encontrado nas seguintes formas: a) Nitrogênio
Molecular (N2) liberado para a atmosfera; b)
Nitrogênio Orgânico (dissolvido e em suspensão);
c) Amônia; d) Nitrito (NO2-) e e) Nitrato (NO3-).
FIGURA 3.6
Nos despejos industriais, são analisados
frequentemente o nitrogênio e o fósforo, para
assegurar uma quantidade suficiente de nutriente
para o sistema biológico. Nas águas, o nitrogênio
na forma de amônia livre é tóxica para os peixes e
os nitritos e nitratos (nitrogênio inorgânico) são
utilizados pelas plantas para a fotossíntese.
Valores elevados de nitrogênio podem causar a
proliferação exagerada de plantas e algas levando
a eutrofização desde corpo d’água
FIGURA 3.6 – Ciclo do Nitrogênio
.
A origem antropogênica inclui despejos
domésticos, industriais, excrementos de animais e
fertilizantes, enquanto a natural inclui constituinte
de proteínas, clorofila e vários outros compostos
biológicos.
Nos processos bioquímicos há conversão de
amônia a nitrito e este a nitrato, consumindo o
oxigênio dissolvido do meio. Em um corpo d’água,
a determinação da forma predominante do
nitrogênio pode fornecer informações sobre o
estagio da poluição (poluição recente está
17
associada ao nitrogênio na forma amoniacal ou
orgânica; enquanto que na poluição mais remota
está associada ao nitrogênio na forma de nitrato).
− Ânions
Cloretos
Todas as águas naturais, em maior ou menor
escala, contêm íons resultantes da dissolução de
minerais. Os cloretos (Cl-) são oriundos da
dissolução de sais. Ex: cloreto de sódio.
A forma que eles se encontram na água é de
sólidos dissolvidos. Sua origem natural é da
dissolução de minerais e da intrusão salina
enquanto que a origem antropogênica são os
despejos domésticos e industriais e as águas
utilizadas em irrigação.
A sua importância reside no fato de inferir um
sabor salgado à água. É utilizado na caracterização
de águas brutas e a unidade é mg/L. Valores
elevados de cloretos podem interferir na
coagulação. A Resolução n° 357 de 17/03/2005 do
CONAMA estabelece como limite para as classes 1
e 2 o valor de 250 mg/L.
Fluoretos
O flúor é o mais eletronegativo de todos os
elementos químicos, tão reativo que nunca é
encontrado em sua forma elementar na natureza,
sendo normalmente encontrado na sua forma
combinada como fluoreto.
Traços de fluoreto são normalmente
encontrados em águas naturais e concentrações
elevadas geralmente estão associadas com fontes
subterrâneas. Em locais onde existem minerais
ricos em flúor, tais como próximos a montanhas
altas ou áreas com depósitos geológicos de origem
marinha, concentrações de até 10 mg/L ou mais
são encontradas. A maior concentração de flúor
registrada em águas naturais é de 2.800 mg/L, no
Quênia.
Alguns efluentes industriais também
descarregam fluoreto nas águas naturais. São os
casos das indústrias de vidro e de fios condutores
de eletricidade.
O uso tópico de fluoreto contribui para uma
absorção maior. O fluoreto ingerido através da
água é quase completamente absorvido pelo corpo
humano, enquanto que o flúor presente nos
alimentos não é totalmente absorvido; em alguns
casos como através de peixes e outras carnes,
chega apenas a 25%.
Uma vez absorvido, o fluoreto é distribuído
rapidamente pelo corpo humano, grande parte é
retida
nos ossos, enquanto que uma pequena
parte é retida nos dentes. O fluoreto pode ser
excretado pela urina e sua excreção é influenciada
por uma série de fatores tais como o estado de
saúde da pessoa e seu grau de exposição à esta
substância. O fluoreto é adicionado às águas de
abastecimento público para conferir-lhes proteção
à cárie dentária. O fluoreto reduz a solubilidade da
parte mineralizada do dente, tornando mais
resistente à ação de bactérias e inibe processos
enzimáticos que dissolvem a substância orgânica
protéica e o material calcificante do dente.
Constitui-se também em meio impróprio ao
desenvolvimento de lactobacilus acidophilus.
Por outro lado, acima de certas dosagens o
fluoreto provoca a fluorose dentária, ou seja, o
mosqueamento do esmalte dos dentes. O assunto
até hoje ainda é polêmico entre os especialistas,
sendo que os odontólogos sanitaristas contrários à
fluoretação em águas de abastecimento, alertam
para a possibilidade de ocorrência de outros
problemas como a descalcificação de ossos de
idosos, a chamada fluorose óssea.
Frequentemente ocorrem novas propostas para a
administração alternativa de fluoreto.
Nesse sentido, a fluoretação das águas deve
ser executada sob controle rigoroso, utilizando-se
bons equipamentos de dosagem e implantando-se
programas efetivos de controle de residual de
fluoreto na rede de abastecimento de água, o que
nem sempre tem acontecido.
Sulfatos
O Sulfato é o ânion SO4−2, um dos mais
abundantes íons na natureza. Surge nas águas
subterrâneas através da dissolução de solos e
rochas, como o gesso (CaSO4) e o sulfato de
magnésio (MgSO4) e pela oxidação de sulfatos
(exemplo: pirita, sulfeto de ferro). O enxofre pode
ser encontrado na natureza em quatro estados de
oxidação que se transformam entre si:
Nas águas superficiais, ocorre através das
descargas de esgotos domésticos (por exemplo,
através da degradação de proteínas) e efluentes
industriais (exemplos: efluentes de indústrias de
celulose e papel, química, farmacêutica,etc.). Em
águas tratadas o sulfato é proveniente do emprego
de coagulantes como o sulfato de alumínio, sulfato
ferroso e sulfato férrico.
Nas águas para abastecimento público, o
sulfato deve ser controlado porque provoca efeitos
laxativos, sendo o padrão de potabilidade fixado
em 250 mg/L pela Portaria 518 do Ministério da
Saúde.
As concentrações de sulfato em águas naturais
variam em geral na faixa de 2 a 80 mg/L, embora
possam exceder a 1000 mg/L em áreas próximas
a descargas industriais ou em regiões áridas onde
sulfatos minerais, tal como o gesso, estão
presentes.
Nas águas para o abastecimento industrial, o
sulfato provoca incrustações em caldeiras e
trocadores de calor. É bastante conhecido o
problema da ocorrência da corrosão em coletores
de esgoto de concreto, motivada pela presença de
sulfato.
Cianeto
Não é comum encontra-lo em águas naturais.
O cianeto é o ânion (CN)- que aparece nas águas
naturais devido a descargas de efluentes
industriais, principalmente os provenientes de
seções de galvanoplastias. Também as fecularias
18
de mandioca apresentam efluentes contaminados
com cianeto.
O cianeto é um ânion tóxico, prejudicando o
abastecimento público de água, bem como os
ecossistemas naturais e os dos reatores para o
tratamento biológico de esgotos. A dosagem
máxima diária suportada pelo homem é de 0,05
mg/kg e o padrão de potabilidade fixado pela
Portaria 518 do Ministério da Saúde é de 0,07
mg/L.
Os peixes são sensíveis à presença de cianeto,
sendo que alguns poucos miligramas por litro são
suficientes para causar a morte de certas espécies
em menos de uma hora.
A Resolução n° 357 do CONAMA impõe limites
para a concentração de cianeto para as diversas
classes de águas nacionais interiores e costeiras.
Para as águas classes 1 e 2 é estipulado um valor
de cianeto livre igual a 0,005 mg/L. No Estado de
Minas Gerais a Deliberação Normativa COPAM
10/86 estabelece o limite máximo de 0,2 mg/L para
o lançamento de efluentes diretamente no corpo
receptor. A legislação federal (Resolução n° 357 do
CONAMA) também impõe 0,2 mg/L como padrão
de emissão.
No caso das águas naturais, a concentração do
íon cianeto é reduzida pelo ácido carbônico e
outros ácidos transformando a forma iônica em
ácido cianídrico, que é volátil. No entanto, o
principal mecanismo de diminuição dos níveis de
cianeto em águas é a oxidação, incluindo a
oxidação bioquímica, seguida pela hidrólise:
A forte radiação solar e estações úmidas
favorecem a oxidação bioquímica, causando, por
conseguinte a redução da concentração dessa
espécie em águas. O cianeto, essencialmente em
sua forma iônica, é facilmente adsorvido pelo
material particulado suspenso e sedimento de
fundo.
Fenóis
São definidos como os hidróxidos derivados do
benzeno. Nas águas naturais sua presença está
relacionada com a decomposição de folhas e
matéria orgânica, ácidos húmicos e fúlvicos.
Porém, está principalmente associada a processos
de contaminação por pesticidas, hidrólise e
oxidação de pesticidas organofosforados,
degradação bacteriológica de herbicidas do ácido
fenoxialquílicos, etc.
Os fenóis são tóxicos ao homem, aos
organismos aquáticos e aos microrganismos que
tomam parte dos sistemas de tratamento de
esgotos sanitários e de efluentes industriais. Em
sistemas de lodos ativados, concentrações de
fenóis na faixa de 50 a 200 mg/L trazem inibição,
sendo que 40 mg/L são suficientes para a inibição
da nitrificação. Na digestão anaeróbia, 100 a 200
mg/L de fenóis também provocam inibição.
Estudos recentes têm demonstrado que, sob
processo de aclimatação, concentrações de fenol
superiores a 1000 mg/L podem ser admitidas em
sistemas de lodos ativados. Em pesquisas em que
o reator biológico foi alimentado com cargas
decrescentes de esgoto sanitário e com carga
constante de efluente sintético em que o único tipo
de substrato orgânico era o fenol puro, conseguiu-
se ao final a estabilidade do reator alimentado
somente com o efluente sintético contendo 1000
mg/L de fenol.
No Estado de Minas Gerais o índice de fenóis
constitui também padrão de emissão de efluentes
diretamente no corpo receptor, sendo estipulado o
limite de 0,2 mg/L para índice de fenóis pela
legislação do Estado de Minas Gerais (DN
COPAM 10/86), quanto pela Legislação Federal
que estipula o valor de 0,5 mg/L para fenóis totais
(Artigo 34 da Resolução n.º 357/05 do CONAMA).
Nas águas naturais, os padrões para os
compostos fenólicos são bastante restritivos, tanto
na legislação federal quanto na do Estado de
Minas Gerais. Nas águas tratadas, os fenóis
reagem com o cloro livre formando os clorofenóis
que produzem sabor e odor na água. Por este
motivo, os fenóis constituem-se em padrão de
potabilidade, sendo imposto o limite máximo
bastante restritivo de 0,001 mg/L pela Portaria 518
do Ministério da Saúde.
Óleos e Graxas
Óleos e graxas, de acordo com o procedimento
analítico empregado, consiste no conjunto de
substâncias que em determinado solvente
consegue extrair da amostra e que não se
volatiliza durante a evaporação do solvente a
100oC. Estas substâncias, ditas solúveis em n-
hexano, compreendem ácidos graxos, gorduras
animais, sabões, graxas, óleos vegetais, ceras,
óleos minerais, etc. Este parâmetro costuma ser
identificado também por MSH - material solúvel em
hexano.
Os óleos e graxas são substâncias orgânicas
de origem mineral, vegetal ou animal. Estas
substâncias geralmente são hidrocarbonetos,
gorduras, ésteres, entre outros. São raramente
encontrados em águas naturais, normalmente
oriundos de despejos e resíduos industriais,
esgotos domésticos, efluentes de oficinas
mecânicas,
postos de gasolina, estradas e vias
públicas.
Os despejos de origem industrial são os que
mais contribuem para o aumento de matérias
graxas no corpos d'água. Dentre os despejos
podemos citar os de refinarias, frigoríficos,
saboarias, etc. A pequena solubilidade dos óleos e
graxas constitui um fator negativo no que se refere
à sua degradação em unidades de tratamento de
despejos por processos biológicos e, quando
presentes em mananciais utilizados para
abastecimento público, causam problemas no
tratamento d'água. A presença de material graxo
nos corpos d'água, além de acarretar problemas
de origem estética, diminui a área de contato entre
a superfície da água e o ar atmosférico, impedindo,
19
dessa maneira, a transferência do oxigênio da
atmosfera para a água.
Os óleos e graxas em seu processo de
decomposição reduzem o oxigênio dissolvido
elevando a DBO5,20 e a DQO, causando alteração
no ecossistema aquático. Na legislação brasileira
não existe limite estabelecido para esse
parâmetro; a recomendação é de que os óleos e
as graxas sejam virtualmente ausentes para as
classes 1, 2 e 3.
No Estado de Minas Gerais os óleos e graxas
constituem também padrão de emissão de
efluentes diretamente no corpo receptor, sendo
estipulado o limite de 20 mg/L de acordo com a DN
COPAM 10/86. A Legislação Federal também
estipula o valor de 20 mg/L (Artigo 34 da
Resolução n.º 357/05 do CONAMA).
Surfactantes
Analiticamente, isto é, de acordo com a
metodologia analítica recomendada, detergentes
ou surfactantes são definidos como compostos que
reagem com o azul de metileno sob certas
condições especificadas. Estes compostos são
designados "substâncias ativas ao azul de
metileno" (MBAS - Metilene Blue Active
Substances) e suas concentrações são relativas
ao sulfonato de alquil benzeno linear (LAS) que é
utilizado como padrão na análise.
Os esgotos sanitários possuem de 3 a 6 mg/L
de detergentes. As indústrias de detergentes
descarregam efluentes líquidos com cerca de 2000
mg/L do princípio ativo. Outras indústrias, incluindo
as que processam peças metálicas, empregam
detergentes especiais com a função de
desengraxante, como é o caso do percloretileno.
As descargas indiscriminadas de detergentes
nas águas naturais levam a prejuízos de ordem
estética provocados pela formação de espumas.
Um dos casos mais críticos de formação de
espumas, ocorre no Município de Pirapora do Bom
Jesus, no Estado de São Paulo. Localiza-se às
margens do Rio Tietê, a jusante da Região
Metropolitana de São Paulo, recebendo seus
esgotos, em grande parte, sem tratamento. A
existência de corredeiras leva ao desprendimento
de espumas que formam continuamente camadas
de pelo menos 50 cm sobre o leito do rio. Sob a
ação dos ventos, a espuma se espalha sobre a
cidade, contaminada biologicamernte e se
impregnando na superfície do solo e dos materiais,
tornando-os oleosos.
Além disso, os detergentes podem exercer efeitos
tóxicos sobre os ecossistemas aquáticos. Os
sulfonatos de alquil benzeno de cadeia linear
(LAS) têm substituído progressivamente os
sulfonatos de aquil benzeno de cadeia ramificada
(ABS), por serem considerados biodegradáveis.
No Brasil esta substituição ocorreu a partir do
início da década de 80 e embora tenham sido
desenvolvidos testes padrão de
biodegradabilidade, este efeito não é ainda
conhecido de forma segura. Os testes de
toxicidade têm sido melhor desenvolvidos e há
certa tendência em passarem a ser mais utilizados
nos programas de controle de poluição.
Os detergentes têm sido responsabilizados
também pela aceleração da eutrofização. Além de
a maioria dos detergentes comerciais empregados
ser rica em fósforo, sabe-se que exercem efeito
tóxico sobre o zooplâncton, predador natural das
algas. Segundo este conceito, não bastaria
apenas a substituição dos detergentes
superfosfatados para o controle da eutrofização.
Existem correntes atuais de pesquisadores que
têm preferido o controle das fontes de nitrogênio
para barrar processos de eutrofização,
considerando que existem poucas espécies de
algas fixadoras do nitrogênio atmosférico.
No Estado de Minas Gerais os detergentes
constituem também padrão de emissão de
efluentes diretamente no corpo receptor, sendo
estipulado o limite de 2,0 mg/L de acordo com a
DN COPAM 10/86.
− Ferro e Manganês
O ferro na maioria das vezes está associado ao
manganês, e confere a água um sabor amargo
adstringente e coloração amarelada e turva.
Quando na ausência de oxigênio (águas
subterrâneas ou de lagos profundos) estes metais
encontram-se na forma reduzida (ferroso e
manganoso) que são solúveis.
Quando expostos ao oxigênio ou outro oxidante
eles se tornam insolúveis (Fe3+ e Mn4+) deixando a
água com uma coloração amarronzada. Para água
de consumo humano (potabilidade) a portaria
518/2004 do Ministério da Saúde fixa o valor de
0,3 mg/L para o ferro e 0,1 mg/L para o Mn.
Os sais ferrosos são facilmente oxidados,
formando os hidróxidos férricos, que tendem a
flocular e decantar.
A fonte natural destes metais são os sólidos em
suspensão ou dissolvidos e a fonte antropogênica
se deve despejos industriais.
Ferro
O ferro aparece principalmente em águas
subterrâneas devido à dissolução do minério pelo
gás carbônico da água, conforme a reação:
Fe + CO2 + ½ O2 → FeCO3
O carbonato ferroso é solúvel e frequentemente
é encontrado em águas de poços contendo
elevados níveis de concentração de ferro.
Nas águas superficiais, o nível de ferro
aumenta nas estações chuvosas devido ao
carreamento de solos e à ocorrência de processos
de erosão das margens. Também poderá ser
importante a contribuição devida a efluentes
industriais, pois muitas indústrias metalúrgicas
desenvolvem atividades de remoção da camada
oxidada (ferrugem) das peças antes de seu uso,
processo conhecido por decapagem, que
normalmente é procedida através da passagem da
peça em banho ácido.
20
Nas águas tratadas para abastecimento público,
o emprego de coagulantes à base de ferro provoca
elevação em seu teor.
Basicamente, o ferro pode se apresentar nas
águas nos estados de oxidação Fe+2 e Fe+3. O íon
ferroso (Fe+2) é mais solúvel do que o férrico (Fe+3).
Portanto, os inconvenientes que o ferro traz às
águas devem ser atribuídos principalmente ao ferro
“ferroso”, que, por ser mais solúvel, é mais
freqüente. Quando se pretende determinar apenas
a fração solúvel, as amostras de água são filtradas
antes de serem submetidas à determinação da
concentração de ferro. Este parâmetro é
denominado “ferro solúvel”. É também comum o
uso da expressão “ferro coloidal”, pois as partículas
de ferro podem apresentar tal comportamento na
água.
O ferro, apesar de não se constituir em um
tóxico, traz diversos problemas para o
abastecimento público de água. Confere cor e
sabor à água, provocando manchas em roupas e
utensílios sanitários. Também traz o problema do
desenvolvimento de depósitos em canalizações e
de ferro-bactérias, provocando a contaminação
biológica da água na própria rede de distribuição.
Por estes motivos, o ferro constitui-se em padrão
de potabilidade, tendo sido estabelecida a
concentração limite de 0,3 mg/L na Portaria 518 do
Ministério da Saúde. No Estado de Minas Gerais,
estabelece-se o limite de 10 mg/L para
concentração de ferro solúvel em efluentes
lançados diretamente em cursos d’água (DN
COPAM 10/86).
Manganês
O comportamento do manganês nas águas é
muito semelhante ao do ferro em seus aspectos os
mais diversos, sendo que a sua ocorrência é mais
rara. O manganês desenvolve coloração negra na
água, podendo-se se apresentar nos estados de
oxidação Mn+2 (forma mais solúvel) e Mn+4 (forma
menos
solúvel).
A concentração de manganês menor que 0,05
mg/L geralmente é aceitável em mananciais,
devido ao fato de não ocorrerem, nesta faixa de
concentração, manifestações de manchas negras
ou depósitos de seu óxido nos sistemas de
abastecimento de água.
Sódio
Todas águas naturais contêm algum sódio já que
seus sais são na forma de sais altamente solúveis
em água, podendo ser considerado um dos
elementos mais abundantes na Terra.
Ele se encontra na forma iônica (Na ), e na
matéria das plantas e animais, já que é um
elemento essencial para os organismos vivos.
Aumento dos níveis na superfície da água podem
provir de esgotos, efluentes industriais e uso de
sais em rodovias para controlar neve e gelo. A
+
última fonte citada também contribui para
aumentar os níveis de sódio nas águas
subterrâneas. Nas áreas litorâneas a intrusão de
águas marinhas pode também resultar em níveis
mais altos.
Concentrações de sódio na superfície natural
das águas varia consideravelmente dependendo
das condições geológicas do local, descargas de
efluentes e uso sazonal de sais em rodovias .
Valores podem estender-se de 1 mg/L ou menos
até 10 mg/L ou mais em salmoura natural. O limite
estabelecido pela WHO para sódio nas águas
potáveis é 200 mg/L.
Muitas superfícies de água, incluindo aquelas
que recebem efluentes, tem níveis bem abaixo de
50 mg/L. Entretanto, as concentrações das águas
subterrâneas freqüentemente excedem 50 mg/L.
Sódio é comumente medido onde a água é
utilizada para beber ou para agricultura,
particularmente na irrigação. Quando elevado o
sódio em certos tipos de solo, sua estrutura pode
degradar-se pelo restrito movimento da água
afetando o crescimento das plantas.
− Metais Pesados em Águas
Definição
Metais pesados são elementos químicos que
apresentam número atômico superior a 22.
Também podem ser definidos por sua singular
propriedade de serem precipitados por sulfetos.
Entretanto, a definição mais difundida é aquela
relacionada com a saúde pública: metais pesados
são aqueles que apresentam efeitos adversos à
saúde humana.
Fontes de metais pesados nas águas naturais
Os metais pesados surgem nas águas naturais
devido aos lançamentos de efluentes industriais
tais como os gerados em indústrias extrativistas de
metais, indústrias de tintas e pigmentos e,
especialmente, as galvanoplastias, que se
espalham em grande número nas periferias das
grandes cidades. Além destas, os metais pesados
podem ainda estar presentes em efluentes de
indústrias químicas, como as de formulação de
compostos orgânicos e de elementos e compostos
inorgânicos, indústrias de couros, peles e produtos
similares, indústrias do ferro e do aço, lavanderias
e indústria de petróleo.
Importância nos estudos de controle de
qualidade das águas
Os metais pesados constituem contaminantes
químicos nas águas, pois em pequenas
concentrações trazem efeitos adversos à saúde.
Desta forma, podem inviabilizar os sistemas
públicos de água, uma vez que as estações de
tratamento convencionais não os removem
eficientemente e os tratamentos especiais
necessários são muito caros. Os metais pesados
constituem-se em padrões de potabilidade
estabelecidos pela Portaria 518 do Ministério da
Saúde. Devido aos prejuízos que, na qualidade de
tóxicos, podem causar aos ecossistemas
aquáticos naturais ou de sistemas de tratamento
biológico de esgotos, são também padrões de
classificação das águas naturais e de emissão de
efluentes, tanto na legislação federal quanto na do
21
Estado de Minas Gerais. Nesta última, são
definidos limites para as concentrações de metais
pesados em efluentes lançados diretamente nos
corpos receptores, que são mais rígidos.
Nas águas naturais, os metais podem se
apresentar na forma de íons hidratados de
complexos estáveis (como os formados com ácido
húmico e fúlvico), de partículas inorgânicas
formando precipitados (como, por exemplo, os
precipitados de hidróxidos e sulfetos metálicos) que
se mantêm em suspensão, podem ser absorvidos
em partículas em suspensão que se mantêm na
massa líquida, ou se misturam nos sedimentos do
fundo. Podem também ser incorporados por
organismos vivos. Os caminhos preferenciais pelos
quais os metais são transportados na água
dependem de diversos fatores de naturezas físicas,
químicas e biológicas. De uma maneira geral, as
águas que recebem efluentes contendo metais
pesados apresentam concentrações
elevadas destes no sedimento de fundo.
Quando lamas insolúveis contendo metais são
lançadas em grandes quantidades, estes podem
sofrer transformações químicas inclusive sob ações
biológicas, sendo lançados lentamente na corrente
líquida.
Alguns metais pesados como o chumbo, por
exemplo, podem ser absorvidos através das raízes
das plantas e se acumularem nas folhas, sendo
devolvidos para as águas quando estas se
desprendem.
Os metais pesados atingem o homem através
da água, do ar e do sedimento, tendendo a se
acumular na biota aquática. Alguns metais são
acumulados ao longo da cadeia alimentar, de tal
forma que os predadores apresentam as maiores
concentrações. No entanto, os invertebrados são
os organismos que apresentam concentrações
mais elevadas. O chumbo e o cádmio solúvel se
acumulam preferencialmente em
macroinvertebrados, fito e zooplâncton e em
peixes. O mercúrio solúvel se acumula mais
intensamente em peixes.
As características gerais dos principais metais
pesados são apresentadas a seguir:
Chumbo
O chumbo está presente no ar, no tabaco, nas
bebidas e nos alimentos, nestes últimos,
naturalmente, por contaminação e na embalagem.
Está presente na água devido às descargas de
efluentes industriais como, por exemplo, os
efluentes das indústrias de acumuladores
(baterias), bem como devido ao uso indevido de
tintas e tubulações e acessórios à base de
chumbo. Constitui veneno cumulativo, provocando
um envenenamento crônico denominado
saturnismo, que consiste em efeito sobre o sistema
nervoso central com conseqüências bastante
sérias.
Outros sintomas de uma exposição crônica ao
chumbo, quando o efeito ocorre no sistema
nervoso central, são: tontura, irritabilidade, dor de
cabeça, perda de memória, entre outros. Quando o
efeito ocorre no sistema periférico o sintoma é a
deficiência dos músculos extensores. A toxicidade
do chumbo, quando aguda, é caracterizada pela
sede intensa, sabor metálico, inflamação
gastrointestinal, vômitos e diarréias. O chumbo é
padrão de potabilidade, sendo fixado o valor
máximo permissível de 0,01 mg/L pela Portaria
518 do Ministério da Saúde. É também padrão de
emissão de efluentes lançados diretamente nos
cursos d’água. No Estado de Minas Gerais, a DN
COPAM 10/86 estabelece o limite de 0,1 mg/L
para concentração de chumbo, enquanto que a
legislação federal em efluentes lançados
diretamente em cursos d’água (DN COPAM 10/86)
estipula um valor de 0,5 mg/L..
Aos peixes, as doses fatais, no geral, variam de
0,1 a 0,4 mg/L, embora, em condições
experimentais, alguns resistam até 10 mg/L.
Outros organismos (moluscos, crustáceos,
mosquitos quironomídeos e simulídeos, vermes
oligoquetos, sanguessugas e insetos tricópteros)
desaparecem após a morte dos peixes, em
concentrações superiores a 0,3 mg/L. A ação
sobre os peixes é semelhante à do níquel e do
zinco.
Bário
O bário pode ocorrer naturalmente na água, na
forma de carbonatos em algumas fontes minerais.
Decorre principalmente das atividades industriais e da
extração da bauxita. Não possui efeito cumulativo,
sendo que a dose fatal para o homem é considerada
de 550 a 600 mg. Provoca efeitos no coração,
constrição dos vasos sanguíneos elevando a pressão
arterial e efeitos sobre o sistema nervoso.
O padrão
de potabilidade é 0,7 mg/L (Portaria 518).
Os sais de bário são utilizados industrialmente na
elaboração de cores, fogos de artifício, fabricação de
vidro, inseticidas, etc.. Em geral, ocorre nas águas
naturais em concentrações muito baixas, de 0,7 a 900
µg/L.
Cádmio
O cádmio se apresenta nas águas naturais devido
às descargas de efluentes industriais, principalmente
as galvanoplastias, produção de pigmentos, soldas,
equipamentos eletrônicos, lubrificantes e acessórios
fotográficos. É também usado como inseticida. A
queima de combustíveis fósseis consiste também
numa fonte de cádmio para o ambiente.
Apresenta efeito agudo, sendo que uma única
dose de 9,0 gramas pode levar à morte e efeito
crônico, pois concentra-se nos rins, no fígado, no
pâncreas e na tireóide. O cádmio não apresenta
nenhuma qualidade, pelo menos conhecida até o
presente, que o torne benéfico ou essencial para os
seres vivos. Estudos feitos com animais demonstram
a possibilidade de causar anemia, retardamento de
crescimento e morte.
O padrão de potabilidade é fixado pela Portaria
518 em 0,005 mg/L. O cádmio ocorre na forma
inorgânica, pois seus compostos orgânicos são
instáveis; além dos malefícios já mencionados, é
um irritante gastrointestinal, causando intoxicação
aguda ou crônica sob a forma de sais solúveis. A
22
literatura, no entanto, registra o caso de quatro
pessoas que, por longo tempo, ingeriram água com
teor de 0,047 mg/L de cádmio, nada apresentando
de sintomas adversos. No Japão, um aumento de
concentração de cádmio de 0,005 mg/L a 0,18
mg/L, provocado por uma mina de zinco, causou a
doença conhecida como “Doença de Itai –Itai”. A
ação do cádmio sobre a fisiologia dos peixes é
semelhante às do níquel, zinco e chumbo.
Está presente em águas doces em
concentrações traços, geralmente inferiores a 1
µg/L. É um metal de elevado potencial tóxico, que
se acumula em organismos aquáticos,
possibilitando sua entrada na cadeia alimentar. O
cádmio pode ser fator para vários processos
patológicos no homem, incluindo disfunção renal,
hipertensão, arteriosclerose, inibição no
crescimento, doenças crônicas em idosos e câncer.
Arsênio
O arsênio (As) é um semimetal, muito
quebradiço, cristalino, e sob aquecimento oxida-se
rapidamente para óxido arsenioso, incolor e
inodoro. Pode apresentar-se em duas formas
alotrópicas: o cinza metálico e o amarelo, e,
ocasionalmente, ser encontrado na forma livre,
porém o mais comum é na forma de minerais. O
mineral mais comum rico em arsênio é a
arsenopirita (FeAsS).
O arsênio ocorre naturalmente na crosta
terrestre, podendo ser encontrado em ampla faixa
de concentração no solo, sedimento, água, ar e
organismos vivos. Mas uma quantidade
considerável de arsênio é adicionada ao ambiente
humano através do uso de inseticidas, preservativo
de madeira, veneno para formiga, pigmento de
tinta, papel de parede, papel pega mosca, banho
para peles, aditivos de vidro e em atividades
relacionadas com a mineração. No corpo humano
arsênio é encontrado em níveis que variam em
torno de 0,0005 a 0,032 mg/g (sangue), na urina os
níveis considerados normais são em torno de 0,01
mg/g e no cabelo os níveis normais são abaixo de
1 mg/g. Em moluscos, até 100 mg/Kg, sendo que a
ingestão de 130 mg é fatal. Também é encontrado
em verduras e frutas.
Em águas naturais, o arsênio está presente
principalmente na forma de compostos inorgânicos,
onde possui as valências 3+ e 5+. A toxicidade das
diversas espécies de arsênio decresce na seguinte
ordem: compostos de As3+ inorgânico >
compostos de As5+ inorgânico> compostos de
As3+ orgânico> compostos de As5+ orgânico. Em
termos de intensidade, o As3+ inorgânico é 60
vezes mais tóxico que o As5+ inorgânico.
Nos últimos anos tem se tornado crescente o
interesse na determinação da concentração de
cada espécie química de As presente no ambiente,
principalmente devido a toxicidade diferenciada. É
sabido que os compostos inorgânicos de As são
cerca de 100 vezes mais tóxicos do que as formas
metiladas (MMA e DMA). O arsenito é cerca de 60
vezes mais tóxico do que o arsenato, entretanto,
ambas as formas têm comprovadamente efeitos
carcinogênicos. Em ambientes aquáticos naturais,
o arsênio pode ser encontrado freqüentemente nos
estados de oxidação +3 e +5, formando as
espécies inorgânicas arsenato [AsO43-] e arsenito
[AsO33-] e orgânicas ácido dimetilarsínico (DMA)
[(CH3)2AsO(OH)] e ácido monometilarsônico
(MMA) [CH3AsO(OH)2].
Águas subterrâneas contêm
predominantemente arsênio nas formas arsenito e
arsenato, ao passo que em águas de superfície, as
espécies arsenito e arsenato ocorrem
concomitantemente com as espécies orgânicas
MMA e DMA. Ademais, quantidades consideráveis
de As e diversos outros elementos podem ser
liberadas ao meio ambiente com o uso de
combustíveis fósseis (carvão, xisto e petróleo).
Encontra-se o As em quantidades variáveis na
água, solo e vegetais. Pode ser concentrado por
organismos marinhos e depositado em volumes
apreciáveis em rochas sedimentares ou ainda
liberado como gás volátil (AsH3 – arsina) sob a
influência de fungos arsenófilos ou agentes
redutores presentes em águas que contenham o
As.
Os principais modos de intoxicação por arsênio
ocorrem via consumo de águas poluídas e por
ingestão de solos contaminados. A intoxicação por
arsênio pode resultar em efeitos tóxicos, agudos
ou crônicos, relativos a exposições curtas ou
longas, respectivamente, ocasionando diferentes
patologias.
Os efeitos carcinogênicos da intoxicação por As
estão associados à exposição crônica por vários
anos. Os tipos de câncer associados à exposição
crônica são o câncer de pele, pulmão (inalação),
próstata, bexiga, rim e fígado.
A intoxicação aguda e crônica por As provoca
diversas outras patologias não cancerígenas à
saúde humana: cutâneas (hiperpigmentação,
hiperqueratose); gastrintestinais (diarréia,
hemorragias gastrintestinais); cardiovasculares
(arritmias cardíacas, hipotensão e falha congestiva
no coração, problemas no sistema circulatório
vascular levando à gangrena); hematológicos
(anemia), pulmonares (fibrose); neurológicos
(dores de cabeça, confusão mental, coma);
endocrinológicos (problemas no metabolismo de
carboidratos e respiração celular); reprodutivos e
de desenvolvimento como abortos espontâneos e
fetos com baixo peso.
Em 1984 a Organização Mundial de Saúde
(WHO) sugeriu que as águas potáveis deveriam ter
no máximo 50 µg/L de As. Com base em novas
evidências toxicológicas, a WHO rebaixou em 1993
a concentração máxima de As em água para 10
23
µg/L. Atualmente no Brasil o limite máximo
permitido é de 10 µg/L.
Selênio
Este não-metal se apresenta nas águas devido
às descargas de efluentes industriais. É tóxico
tanto para o homem quanto para os animais.
Provoca a chamada “doença alcalina” no gado,
cujos efeitos são permanentes. Aumenta e
incidência de cáries dentárias e suspeita-se que
seja potencialmente carcinogênico, de acordo com
os resultados de ensaios feitos com cobaias. O
padrão de potabilidade é 0,01 mg/L (Portaria 518).
Cromo
O cromo é largamente empregado nas
indústrias, especialmente em galvanoplastias,
onde a cromeação é um dos revestimentos de
peças mais comuns. Pode ocorrer como
contaminante de águas sujeitas a lançamentos de
efluentes de curtumes e de circulação de águas de
refrigeração, onde é utilizado para o controle da
corrosão. A forma hexavalente é mais tóxica do
que a trivalente. Produz efeitos corrosivos no
aparelho digestivo e nefrite. O padrão de
potabilidade fixado pela Portaria 518 é 0,05 mg/L.
Mercúrio
O mercúrio encontra-se amplamente distribuído
no meio ambiente; biologicamente é um elemento
não essencial ou não benéfico. Quantidades
mensuráveis deste metal têm sido encontradas em
todos os lugares: no ar, água, solo, rochas,
sedimentos, plantas, animais e homem. Parte é
oriundo de fontes naturais e parte de poluição
industrial ou a partir da agricultura. A principal fonte
natural de mercúrio é a própria massa terrestre e
seu processo geotérmico. O mercúrio tende a
vaporizar-se, por isso é encontrado no ar sobre
depósito de minério, em níveis elevados (0,2 - 20
µg Hg/m3 ), é encontrado também, mas em
pequenas quantidades (0,003 - 0,009 µg /Hg/m3),
sobre áreas de terra não mineralizada e em
quantidades insignificantes sobre os oceanos
(0,001µg Hg/m3).
O mercúrio é largamente utilizado no Brasil nos
garimpos, no processo de extração do ouro
(amálgama). O problema é em primeira instância
ocupacional, pois o próprio garimpeiro inala o
vapor de mercúrio, mas, posteriormente, torna-se
um problema ambiental, pois normalmente
nenhuma precaução é tomada e o material acaba
por ser descarregado nas águas. Casos de
contaminação já foram identificados na região do
Pantanal, no norte brasileiro e em outras. O
mercúrio é também usado em células eletrolíticas
para a produção de cloro e soda e em certos
praguicidas ditos mercuriais.
Pode ainda ser usado em indústrias de
produtos medicinais, desinfetantes e pigmentos.
A contaminação por mercúrio é considerada um
dos piores riscos entre os impactos
antropogênicos sobre o meio ambiente. O
mercúrio é um dos poucos metais que já causou
mortes por ingestão de alimentos contaminados.
A principal forma de acesso ao homem do
MeHg, seja qual for a sua utilização ou forma de
liberação no ambiente é, quase exclusivamente,
através de organismos aquáticos, principalmente
os peixes, o que é o caso também na região da
Amazônia.
O mercúrio é ligado a um radical metila através
do metabolismo de bactérias e a forma metilada
acumula-se ao longo da cadeia alimentar. Os
organismos de cada área devem representar os
níveis de mercúrio característicos do seu
ecossistema. Estes, por sua vez, devem variar de
acordo com sua posição e nível na cadeia
alimentar, o que significa diferentes taxas de
ingestão.
A concentração em invertebrados aquáticos
tem representividade limitada como indicador
biológico devido a fatores como a alta variabilidade
apresentada por este grupo com relação a hábitos
alimentares de herbivoria ou carnivoria.
FIGURA 3.7 – Ciclo do Mercúrio
− Formas físico-químicas e suas
transformações
O mercúrio é um metal de cor prateada,
extremamente pesado, líquido à temperatura
ambiente e sem odor. Tem a propriedade de
formar amálgamas (ligas) com diversos metais,
como o ouro e a prata. O mercúrio emite vapores
perceptíveis mesmo a frio. Começa a evaporar em
temperatura em torno de 40º C e o seu vapor não
tem cor e nem cheiro.
Possui duas características principais, que
fazem dele um dos contaminantes ambientais mais
importantes:
− Volatilidade;
− biotransformação (propriedade de
se acumular na cadeia alimentar).
O mercúrio se apresenta sob vários estados de
oxidação com números de valência 0, 1+, 2+,
sendo que no meio ambiente podemos destacar as
três formas químicas mais importantes, que são:
Mercúrio elementar
A forma metálica sem carga (Hgº) é a
dominante na atmosfera (> 80%), onde pode ter
um tempo de residência de pelo menos alguns
meses ou até de um a dois anos, tendendo a estar
24
uniformemente distribuída na troposfera. O Hgº é
oxidado na atmosfera a formas solúveis que
tendem a se depositar. Estes processos parecem
ser substancialmente aumentados em situações de
elevada umidade.
Mercúrio inorgânico divalente (Hg ) 2+
A forma divalente (Hg ) possui extrema
afinidade por ligantes inorgânicos e orgânicos em
organismos, especialmente os radicais sulfidrila de
enzimas, inativando-as. A forte ligação do mercúrio
com grupos SH- de proteínas reduz sua velocidade
de excreção. O balanço líquido entre taxas de
incorporação elevadas e taxas de excreção muito
baixas leva à acumulação progressiva do mercúrio
no organismo.
2+
Quando dissolvido apresenta-se em ambientes
aquáticos, mais comumente nas formas de cloreto,
hidróxidos, ou preferencialmente complexado a
ácidos úmicos e fúlvicos.
Metil mercúrio ( CH Hg ) 3 +
O metil-mercúrio (CH3Hg ou MeHg ) é solúvel
em água onde pode se apresentar na forma de um
complexo aquoso CH -Hg-OH2+ , sendo a
formação de complexos com Cl-, Br- e OH- muito
rápida e controlada por processos de simples
difusão. O metil-mercúrio é bastante estável em
ambientes aquáticos, tem grande afinidade tanto
por lipídios como por grupos sulfidrila com os quais
forma fortes ligações covalentes, sendo
rapidamente eliminado de organismos biológicos.
+ +
3
Pode ser formado a partir de Hg2+ por
inúmeros processos biologicamente mediados,
mas também abióticos, sendo que os primeiros
têm maior importância, de uma forma global.
É altamente resistente a degradação ambiental,
sendo muito vagarosamente degradada por
organismos vivos.
A forma orgânica di-metilada (( CH ) Hg ou
Me Hg) (volátil em águas alcalinas) tem baixa
estabilidade em águas ácidas, tendendo a se
quebrar formando MeHg.
3 2
2
A taxa de formação de metil-mercúrio em
ambientes aquáticos é, pois, de fundamental
importância na determinação da quantidade de Hg
que pode ser acumulado por organismos
aquáticos.
− Danos causados pelo mercúrio
É altamente tóxico ao homem, sendo que doses
de 3 a 30 gramas são fatais. Apresenta efeito
cumulativo e provoca lesões cerebrais. É bastante
conhecido o episódio de Minamata no Japão
(1953), onde, apareceu uma estranha epidemia
entre os pescadores que viviam ao longo da Baía
de Minamata no Japão. A doença teve como
origem a ingestão de mercúrio orgânico acumulado
no pescado e marisco. A fonte de contaminação do
metil-mercúrio foram os efluentes de uma indústria
química, que lançavam seus efluentes na Baía de
Minamata. Neste caso provocando graves lesões
neurológicas e mortes.
Até abril de 1992, um total de 2940 vítimas
haviam sido reconhecidas e indenizadas pela
indústria, na baía de Minamata, com quase 1200
mortes. O número de vítimas levemente afetadas
pode chegar a 10000. (Indústria de acetaldeídos).
− Os efeitos tóxicos do mercúrio vão
depender de sua forma química.
Assim, o mercúrio metálico é absorvido
principalmente pelos pulmões e pela pele. Se
distribui pelo sangue e se acumula no cérebro e
nos rins. Atravessa facilmente a barreira
hematoencefálica e a placentária.
O mercúrio inorgânico é absorvido pela via
digestiva e por inalação. No sangue, se liga a
proteínas e é transportado até os rins. Se deposita
principalmente nos rins, fígado e trato intestinal e
não atravessa a barreira encefálica.
Já o mercúrio orgânico pode ser absorvido pela
via respiratória, cutânea e digestiva. Se acumula
nos tecidos mais gordurosos, como o cérebro,
fígado e hemácias. Atravessa a barreira
hematoencefálica e a placenta.
O metilmercúrio em gestantes passa para o
feto, cujo sistema nervoso em desenvolvimento é
mais sensível, produzindo efeitos mais graves do
que em adultos.
A intoxicação provocada pelo mercúrio pode
ser aguda ou crônica.
Na intoxicação aguda, pode ocorrer bronquite,
insuficiência respiratória, tremor e excitabilidade.
A intoxicação crônica provoca sintomas
inespecíficos como fadiga, fraqueza, perda de
memória, insônia, irritabilidade, tremor das mãos,
perda da coordenação, modificações da
personalidade e do comportamento, timidez
excessiva, alucinações, delírio, mau caráter,
lesões no cérebro do feto, etc.
O padrão de potabilidade fixado pela
Portaria
518 do Ministério da Saúde é de 0,001 mg/L. Os
efeitos sobre os ecossistemas aquáticos são
igualmente sérios, de forma que os padrões de
25
classificação das águas naturais são também
bastante restritivos com relação a este parâmetro.
Níquel
O níquel é também utilizado em galvanoplastias.
Estudos recentes demonstram que é
carcinogênico. Não existem muitas referências
bibliográficas quanto à toxicidade do níquel;
todavia, assim como para outros íons metálicos, é
possível mencionar que, em soluções diluídas,
estes elementos podem precipitar a secreção da
mucosa produzida pelas brânquias dos peixes.
Assim, o espaço inter-lamelar é obstruído e o
movimento normal dos filamentos branquias é
bloqueado. O peixe, impedido de realizar as trocas
gasosas entre a água e os tecidos branquias,
morre por asfixia. Por outro lado, o níquel
complexado (niquelcianeto) é tóxico quando em
baixos valores de pH. Concentrações de 1,0 mg/L
desse complexo são tóxicas aos organismos de
água doce.
Zinco
O zinco é também bastante utilizado em
galvanoplastias na forma metálica e de sais tais
como cloreto, sulfato, cianeto, etc. A presença de
zinco é comum nas águas naturais, excedendo em
um levantamento efetuado nos EUA a 20 mg/L em
95 dos 135 mananciais pesquisados. O zinco é um
elemento essencial para o crescimento, porém, em
concentrações acima de 5,0 mg/L, confere sabor à
água e uma certa opalescência à águas alcalinas.
Os efeitos tóxicos do zinco sobre os peixes são
muito conhecidos, assim como sobre as algas. A
ação desse íon metálico sobre o sistema
respiratório dos peixes é semelhante à do níquel,
anteriormente citada. As experiências com outros
organismos aquáticos são escassas. Entretanto, é
preciso ressaltar que o zinco em quantidades
adequadas é um elemento essencial e benéfico
para o metabolismo humano, sendo que a atividade
da insulina e diversos compostos enzimáticos
dependem da sua presença. A deficiência do zinco
nos animais pode conduzir ao atraso no
crescimento. Nos EUA, populações consumindo
águas com 11 a 27 mg/L não tiveram constatada
qualquer anormalidade prejudicial à saúde. Os
padrões para águas reservadas ao abastecimento
público indicam 5,0 mg/L como o valor máximo
permissível.
Alumínio
O alumínio é abundante nas rochas e minerais,
sendo considerado elemento de constituição. Nas
águas naturais doces e marinhas, entretanto, não
se encontra concentrações elevadas de alumínio,
sendo esse fato decorrente da sua baixa
solubilidade, precipitando-se ou sendo absorvido
como hidróxido ou carbonato. Nas águas de
abastecimento e residuárias, aparece como
resultado do processo de coagulação em que se
emprega sulfato de alumínio. Aparece nas frutas e
em outros vegetais em concentrações superiores a
3,7 mg/kg e em alguns cereais em quantidades
maiores que 15 mg/kg. O total de alumínio na dieta
normal é estimado de 10 a 100 mg/dia. Pequenas
quantidades de alumínio do total ingerido são
absorvidas pelo aparelho digestivo e quase todo o
excesso é evacuado nas fezes. O total de alumínio
presente no organismo adulto é da ordem de 50 a
150 mg. Não é considerado tóxico ou prejudicial à
saúde, tanto que não está incluído em nenhum
padrão de qualidade de águas para abastecimento
público. Apesar disso, existem estudos que o
associam à ocorrência do mal de Alzheimer.
Os padrões para águas reservadas ao
abastecimento público indicam 0,2 mg/L como o
valor máximo permissível. (Portaria 518/04).
Estanho
O estanho (Sn) é um dos metais usuais, de cor
branca, relativamente leve e muito maleável. O
estanho é inalterável ao ar e encontrado na
natureza, sobretudo sob a forma de óxidos. Este
metal apresenta baixa solubilidade em águas,
mesmo com aquecimento. Em soluções
concentradas de hidróxidos alcalinos, reage
desprendendo hidrogênio. Praticamente não existe
bibliografia sobre a sua toxicidade aos organismos
aquáticos, bem como quanto aos seus possíveis
efeitos à saúde humana.
Prata
A prata ocorre em águas naturais em
concentrações baixas, da ordem de 0 a 2,0 μg/L,
pois muitos de seus sais são pouco solúveis; a
não ser no caso de seu emprego como substância
bactericida ou bacteriostática, ou ainda em
processos industriais, esse elemento não é muito
abundante nas águas. A prata tem ação
oligodinâmica, assim como o cobre. Esse
elemento é cumulativo, não sendo praticamente
eliminado do organismo. A dose letal para o
homem é de 10 g como nitrato de prata. A ação da
prata sobre a fauna ictiológica é semelhante às do
zinco, níquel, chumbo e cádmio.
Cobre
O cobre ocorre geralmente nas águas,
naturalmente, em concentrações inferiores a 20
μg/L. Quando em concentrações elevadas, é
prejudicial à saúde e confere sabor às águas.
Segundo pesquisas efetuadas, é necessária uma
concentração de 20 mg/L de cobre ou um teor
total de 100 mg/L por dia na água para produzirem
intoxicações humanas com lesões no fígado. No
entanto, concentrações de 5 mg/L tornam a água
absolutamente impalatável, devido ao gosto
produzido. Interessante é notar, todavia, que o
trigo contém concentrações variáveis de 190 a 800
mg/kg de cobre, a aveia 40 a 200 mg/kg, a lentilha
110 a 150 mg/kg e a ervilha de 13 a 110 mg/kg. As
ostras podem conter até 2000 mg/kg de cobre. O
cobre em pequenas quantidades é até benéfico ao
organismo humano, catalisando a assimilação do
ferro e seu aproveitamento na síntese da
hemoglobina do sangue, facilitando a cura de
anemias. Para os peixes, muito mais que para o
26
homem, as doses elevadas de cobre são
extremamente nocivas.
Assim, trutas, carpas, bagres, peixes vermelhos
de aquários ornamentais e outros, morrem em
dosagens de 0,5 mg/L. Os peixes morrem pela
coagulação do muco das brânquias e consequente
asfixia (ação oligodinâmica). Os microrganismos
perecem em concentrações superiores a 1,0 mg/L.
O cobre aplicado em sua forma de sulfato de
cobre, CuSO4.5H2O, em dosagens de 0,5 mg/L é
um poderoso algicida. O Water Quality Criteria
indica a concentração de 1,0 mg/L de cobre como
máxima permissível para águas reservadas para o
abastecimento público
Os padrões para águas reservadas ao
abastecimento público indicam 2,0 mg/L como o
valor máximo permissível (Portaria 518).
− Indicadores Biológicos
Coliformes
O rio é habitado, normalmente, por muitos tipos
de bactérias, assim como por várias espécies de
algas e de peixes. Essas bactérias são
importantíssimas porque, alimentando-se de
matérias orgânicas, são elas que consomem toda
a carga poluidora que lhe é lançada, sendo assim
as principais responsáveis pela auto-depuração, ou
seja, limpeza do rio.
Porém, quando o rio recebe esgotos, ele passa
a conter outros tipos de bactérias que não são da
água e que podem ou não causar doenças às
pessoas que beberem dessa água.
A detecção dos agentes patogênicos,
principalmente bactérias, protozoários e vírus, em
uma amostra d’água é extremamente difícil, em
razão de suas baixas concentrações.
Este obstáculo é superado através do estudo
dos organismos indicadores de contaminação
fecal. Estes organismos não são patogênicos, mas
suas presenças são indicadores da potencialidade
da água transmitir doenças.
Os organismos mais comumente utilizados para
esta finalidade são as bactérias do grupo
coliforme. As razões para a escolha delas são: o
grande número contida nas fezes humanas (1/3 a
1/5 do peso das fezes); elas aparecem em grande
numero apenas nas fezes humanas e nas de
animais de sangue quente e apresentam
resistência similar a maioria das bactérias
patogênicas intestinais.
Bactérias coliformes não causam doenças.
Elas, ao contrário, vivem no interior do intestino de
todos
nós, auxiliando a nossa digestão. É claro
que nossas fezes contém um número astronômico
dessas bactérias: cerca de 200 bilhões de
coliformes são eliminados por cada um de nós,
todos os dias. Isso tem uma grande importância
para a avaliação da qualidade da água dos rios:
suas águas recebem esgotos, fatalmente
receberão coliformes.
A presença das bactérias coliformes na água de
um rio significa, pois, que esse rio recebeu
matérias fecais, ou esgotos. Por outro lado, são as
fezes das pessoas doentes que transportam, para
as águas ou para o solo, os micróbios causadores
de doenças. Assim, se a água recebe fezes, ela
pode muito bem estar recebendo micróbios
patogênicos. Por isso, a presença de coliformes na
água indica a presença de fezes e, portanto, a
possível presença de seres patogênicos.
Esse parâmetro permite identificar o efeito
nocivo da poluição sem a necessidade do estudo
analítico de identificação dos patógenos, o que
seria muito mais custoso. Além disso, é mais
seguro, uma vez que a simples verificação de
ausência dos patógenos em uma pequena amostra
não permitiria inferir a sua ausência na água a ser
consumida, ao passo que a ausência de coliformes
permite, sem dúvida, concluir a ausência de
matéria fecal.
Como o grupo dos coliformes totais inclui
gêneros que não são de origem exclusivamente
fecal, isto limita a aplicação como indicador
específico de contaminação fecal. Partiu-se então
para a determinação de um sub-grupo de
coliformes chamados de termotolerantes pela sua
capacidade de fermentar a lactose a 44,5°c.
Embora tenha sido um avanço, dentro deste
grupo há outros coliformes, alem da Escherichia
coli, que não são de origem fecal (como
Klebsiella). Em razão disso a tendência é a
detecção especifica de Escherichia coli por ser de
origem exclusivamente fecal.
Escherichia coli
De acordo com SPERLING, 1996 a relação
entre coliformes fecais e streptococos fecais
(CF/EF) é um bom indicador sobre a origem da
contaminação. Quanto maior o valor da razão
CF/EF, considera-se que seja maior a contribuição
de origem humana.
A razão entre as concentrações de Coliformes
fecais e Estreptococos fecais permite fazer
inferências sobre a origem das eventuais
contaminações fecais, utilizando o critério
empírico a seguir:
Comunidade planctônica
A origem humana de uma contaminação orgânica pode ser
inferida de uma relação empírica entre os índices de coliformes
e estreptococos fecais (SPERLING, M.V., 1998):
Se CF/EF > 4 – a contaminação é predominantemente
humana;
Se CF/EF < 1 – a contaminação predominante é devida a
outros animais de sangue quente;
Se a CF/EF está compreendida entre 1 e 4, a interpretação
é duvidosa.
27
O conjunto de alterações que ocorrem num
reservatório, ao longo de uma escala temporal
variada, desencadeia diferentes respostas por
parte da comunidade planctônica, que podem ser
utilizadas como parâmetros em estudos
limnológicos. A utilização da comunidade
fitoplanctônica como bioindicadora de um
ecossistema aquático se fundamenta na avaliação
da base de uma cadeia alimentar, na qual os
efeitos oriundos das alterações ambientais serão
refletidos em todos os seus componentes e,
conseqüentemente, no bioma como um todo.
Mudanças na dinâmica da comunidade
fitoplanctônica são reflexos das alterações físicas,
químicas e/ou biológicas que ocorrem num corpo
d’água.
amostras de água coletadas, pode-se considerar
que os respectivos corpos de água que estão
sendo avaliados não apresentam condições
adequadas para a manutenção da vida aquática.
3.1.5. POLUIÇÃO HÍDRICA
A poluição da água resulta da introdução de
resíduos na mesma, na forma de matéria ou
energia, de modo a torná-la prejudicial ao homem
e a outras formas de vida, ou imprópria para um
determinado uso estabelecido para ela.
Quando a poluição da água resulta em
prejuízos à saúde do homem diz-se que a mesma
está contaminada. Assim, contaminação é um
caso particular de poluição. Uma água está
contaminada quando contém microrganismos
patogênicos ou substâncias químicas ou
radioativas, causadores de doenças e/ou morte ao
homem.
− Parâmetros Ecotoxicológicos
Ensaios de Toxicidade Crônica Os poluentes podem alcançar as águas
superficiais ou subterrâneas através do
lançamento direto, precipitação, escoamento pela
superfície do solo ou infiltração.
Com ampla utilização nos países
desenvolvidos, e em uso em alguns estados do
Brasil, os testes de toxicidade complementam a
metodologia tradicionalmente adotada através de
padrões de emissão e de qualidade para controle
de poluição das águas. Servem de instrumento à
melhor compreensão e fornecimento de respostas
às ações que vêm sendo empreendidas no sentido
de se reduzir a toxicidade do despejo líquido, de
seu efeito sobre o corpo receptor, e, em última
instância, promover a melhoria da qualidade
ambiental.
A poluição pode ocorrer de diversas formas, a
saber:
) Poluição térmica - decorre do lançamento,
nos rios, da água aquecida usada no processo
de refrigeração de refinarias, siderúrgicas e
usinas termoelétricas.
) Poluição química - é um tipo de poluição
de águas que atinge rios e oceanos. Dois tipos de
poluentes caracterizam a poluição química:
Os ensaios de toxicidade consistem na
determinação do potencial tóxico de um agente
químico ou de uma mistura complexa, sendo os
efeitos desses poluentes detectados através da
resposta de organismos vivos.
a) Biodegradáveis - São produtos químicos
que ao final de um tempo, são decompostos pela
ação de bactérias. São exemplos de poluentes
biodegradáveis o detergente, inseticidas,
fertilizantes, petróleo, etc.
No ensaio de toxicidade crônica o organismo
aquático utilizado é o microcrustáceo Ceriodaphnia
dubia. São utilizadas as denominações Agudo,
Crônico e Não Tóxico, para eventuais descrições
dos efeitos deletérios
sobre os organismos
aquáticos. O efeito agudo é caracterizado por uma
resposta severa e rápida a um estímulo, a qual se
manifesta nos organismos aquáticos em tempos
relativamente curtos (0 a 96 horas), sendo o efeito
morte o mais observado. O efeito crônico
caracteriza-se pela resposta a um estímulo que
continua por longos períodos de exposição do
organismo ao poluente (1/10 do ciclo vital até a
totalidade da vida do organismo), que pode ser
expressa através de mudanças comportamentais,
alterações fisiológicas, genéticas e de reprodução,
etc.
b) Persistentes - São produtos químicos que
se mantém por longo tempo no meio ambiente e
nos organismos vivos. Estes poluentes podem
causar graves problemas como a contaminação de
alimentos, peixes e crustáceos. São exemplos de
poluentes persistentes o DDT, o mercúrio, etc.
Geralmente o mercúrio é utilizado na
mineração para separar o ouro nos rios. Se um
peixe contaminado por mercúrio for ingerido por
pessoas, este peixe contaminado pode levar estas
pessoas até a morte se não tomarem providências
imediatas.
) Poluição física (por lançamento, por
exemplo, de material em suspensão);
Garimpo de ouro
) Poluição biológica - A água pode ser
infectada por organismos patogênicos, existentes
nos esgotos. Assim, ela pode conter: Ceriodaphnia dubia. − Bactérias - Provocam infecções
intestinais epidérmicas e endêmicas (febre
tifóide, cólera, shigelose, salmonelose,
leptospirose etc.).
Quando da ocorrência de eventos
caracterizando efeito agudo ou crônico nas
28
− Vírus - provocam hepatites, infecções nos
olhos etc.
− Protozoários - Responsáveis pelas
amebíases e giardíases, etc.
− Vermes - Esquistossomose e outras
infestações.
− Fontes de Poluição das Águas
Os poluentes
podem alcançar as águas
superficiais ou subterrâneas através do lançamento
direto, precipitação, escoamento pela superfície do
solo ou infiltração.
As fontes de poluição da água podem ser:
) Fontes pontuais (localizadas):
compreendem a descarga de efluentes a partir de
indústrias e estações de tratamento de esgoto,
dentre outras. Estas fontes são de identificação
bastante fácil e, portanto, podem ser facilmente
monitoradas e regulamentadas. É relativamente
fácil se determinar a composição destes resíduos,
assim como definir seu impacto ambiental. Além
disso, é possível responsabilizar o agente
poluidor, caso haja necessidade. Como exemplos
de fontes
localizadas têm-se: as tubulações emissárias de
esgotos domésticos ou industriais e as galerias de
águas pluviais.
) Fontes difusas (não localizadas):
apresentam características bastante
diferenciadas, pois se espalham por inúmeros
locais e são particularmente difíceis de serem
determinadas, em função das características
intermitentes de suas descargas e também da
abrangência sobre extensas áreas. Fontes difusas
incluem o escoamento superficial urbano,
escoamento superficial de áreas agrícolas,
deposição atmosférica (seca e úmida), etc.
Esse tipo de poluição tem como origem
diversas fontes associadas ao tipo de uso e
ocupação do solo. Cada uma dessas fontes
possui características próprias quanto aos
poluentes que carreiam.
As principais fontes de poluição da água são:
− Fontes de Poluição das Águas
FONTES EXEMPLOS
Águas
Superficiais
− Esgotos domésticos
− Esgotos industriais
− Pesticidas
− Fertilizantes
− Detergentes
− Precipitação de poluentes atmosféricos (sobre o solo ou a água)
− Alterações nas margens dos mananciais, provocando o carreamento de solo, como
conseqüência da erosão.
Águas
Subterrâneas
− Infiltração de esgotos a partir de sumidouros ou valas de infiltração (fossas
sépticas)
− Infiltração de esgotos depositados em lagoas de estabilização ou em outros
sistemas de tratamento usando disposição no solo.
− Percolação do chorume resultante de depósitos de lixo no solo.
− Vazamentos de tubulações ou depósitos subterrâneos.
− Injeção de esgotos no sub-solo.
− Resíduos de outras fontes: cemitérios, minas, depósitos de material radioativo.
− Infiltração de águas superficiais poluídas.
− Infiltração de outras impurezas presentes no solo.
− Poluição natural e acidental
Trata-se de um tipo de poluição não associada
à atividade humana, associada às chuvas e
escoamento superficial, salinização, decomposição
de vegetais e animais mortos e a acidental é
proveniente de derramamentos acidentais de
materiais na linha de produção ou transporte.
Este tipo de poluição costuma fugir ao alcance
de medidas controladoras diretas, o que justifica a
não realização de um levantamento específico para
o caso.
Salinização é a alteração provocada pela
irrigação indevida em regiões áridas e semi-áridas.
Por ação da evaporação, o sal contido no subsolo
se desloca através de espaços vazios existentes
no solo e atinge a superfície prejudicando a
produção agrícola. A atividade agrícola intensiva, a
ocupação indevida do solo nas áreas urbanas e a
retirada de material de áreas concentradas (areia,
barro, etc.) tem provocado, em muitos casos,
processos erosivos.
− Poluição industrial
Constitui-se de resíduos líquidos gerados nos
processos industriais de uma maneira geral. É
quase sempre o fator mais significativo em termos
de poluição. Para os efluentes industriais há uma
maior diversificação nos contaminantes lançados
nos corpos d'água, em função dos tipos de
matérias-primas e processos industriais utilizados.
As principais indústrias poluidoras são as
seguintes:
) papel e celulose;
) refinarias de petróleo;
29
) usinas de açúcar e álcool;
) siderúrgicas e metalúrgicas;
) químicas e farmacêuticas;
) minerações;
) abatedouros e frigoríficos;
) têxteis;
) curtumes.
− Poluição Urbana
É aquela proveniente dos habitantes de uma
cidade, que geram esgotos domésticos, lançados
direta ou indiretamente nos corpos d'água, além de
resíduos sólidos dispostos, na maioria das vezes,
de forma incorreta. No entanto, esse é um tipo de
fonte poluente que dispõe de tecnologia de
controle.
Os esgotos domésticos apresentam compostos
orgânicos biodegradáveis, nutrientes e
microrganismos patogênicos. Se lançados de
forma inadequada, tanto o esgoto quanto o lixo
doméstico acabam atingindo os corpos hídricos.
Quando não são enviados diretamente a esses
corpos, podem ser transportados através da chuva.
O deflúvio superficial urbano contém, geralmente,
todos os poluentes que se depositam na superfície
do solo. Na ocorrência de chuvas, os materiais
acumulados em valas, bueiros, etc., são arrastados
pelas águas pluviais para os cursos d'água
superficiais, constituindo-se numa fonte de
poluição tanto maior quanto menos eficiente for a
coleta de esgotos ou a limpeza pública.
− Poluição agropastoril
A poluição agropastoril é decorrente das
atividades ligadas à agricultura e pecuária, através
de defensivos agrícolas, fertilizantes, excrementos
de animais e erosões.
Quanto à atividade agrícola, seus efeitos
dependem muito das práticas utilizadas em cada
região e da época do ano em que se realizam as
preparações do terreno para o plantio, assim como,
do uso intensivo dos defensivos agrícolas. A
contribuição representada pelo material
proveniente da erosão de solos intensifica-se
quando da ocorrência de chuvas em áreas rurais.
Os agrotóxicos com alta solubilidade em água
podem contaminar águas subterrâneas e
superficiais através do seu transporte com o fluxo
de água.
Esse tipo de fonte é de difícil controle e
necessita de um esquema de conscientização
elevado, de modo a se obter resultados positivos.
− Principais contaminantes dos
recursos hídricos
Contaminação microbiológica
Os poluentes aquáticos mais sérios são os
microrganismos patogênicos, ou seja, aqueles
causadores de doenças e, até mortes. Estes
microorganismos encontram-se freqüentemente
presentes nos excrementos de seres humanos e
de animais, podendo ser bactérias, vírus ou outros
parasitas. Através de águas residuárias, os
microrganismos aportam em corpos aquáticos
receptores e podem assim contaminar novos
indivíduos.
Medidas de adotadas visando minimizar
doenças transmitidas através da água envolvem,
prioritariamente, duas estratégias:
1. o tratamento e desinfecção da água
destinada ao abastecimento público;
2. a coleta e tratamento do esgoto.
Em virtude da falta de condições básicas de
saneamento, especialmente tratamento da água e
do esgoto, uma fração significativa da população
mundial se encontra cronicamente infectada com
organismos patogênicos.
− Contaminação por metais
pesados
O termo "metal pesado" se refere a um grupo
de elementos químicos considerados tóxicos.
A definição de metal pesado varia ligeiramente
segundo a perspectiva puramente química ou a
considerada do ponto de vista da química
ambiental. Assim, segundo a perspectiva
ambiental, definem-se os metais pesados como
elementos traço (que ocorrem na litosfera abaixo
de 0,1%) ou o grupo de elementos químicos que
apresentam características tóxicas e prejudiciais
aos seres vivos. Eles formam uma classe de
substâncias químicas que não se degradam no
ambiente e a sua toxidez depende do tipo de metal
e da espécie química formada por ele.
Os metais pesados mais perigosos são: o
chumbo, mercúrio, arsênio, cádmio, estanho,
cromo, zinco e cobre. Estes metais são
largamente utilizados na indústria, particularmente
na laminação de metais. Alguns deles estão,
também, presentes em determinados pesticidas e
até mesmo em medicamentos. São ainda usados
em pigmentos, esmaltes, tintas e corantes. Em
virtude deste vasto espectro de utilidades, os
metais aportam em sistemas aquáticos por várias
fontes e espécies diferentes.
Cabe ressaltar que o arsênio não é realmente
um metal, mas um metalóide (ou semimetal), já
que suas propriedades são intermediárias entre as
dos metais e as dos não-metais. Contudo, por
conveniência, ele é normalmente abordado como
metal.
Um outro aspecto importante a respeito da
presença de metais em ambientes aquáticos diz
respeito à forma com que a espécie metálica se
encontra em solução. Os elementos metálicos se
diferenciam pela quantidade com que estão
30
presentes, mas também em função das interações
que possuem com outras espécies dissolvidas.
É importante observar que a toxicidade do
metal é dependente de diversos fatores, tais como
a forma como está ligado ou seu estado de
oxidação e não apenas da sua concentração na
água. Nas suas formas de elementos livres, eles
não são particularmente tóxicos.
No entanto, o limite de concentração deve ser
obedecido já que, independente da sua forma, em
teores mais elevados os metais se apresentarão
tóxicos.
Este limite é estabelecido por uma legislação
federal, a Resolução CONAMA N.º 357, de 17 de
março de 2005, que dispõe sobre a classificação
dos corpos de água e diretrizes ambientais para o
seu enquadramento, bem como estabelece as
condições e padrões de lançamento de efluentes,
e dá outras providências. Por ser mais restritiva,
ela substitui a Deliberação Normativa COPAM N.º
10, de 16 de dezembro de 1986.
Contaminação por compostos orgânicos
sintéticos
Entre os compostos orgânicos sintéticos, uma
classe preocupante são os hidrocarbonetos
halogenados, ou seja, compostos orgânicos onde
um ou mais átomos de hidrogênio são substituídos
por átomos de cloro, flúor, bromo ou iodo. Dentre
estes, os hidrocarbonetos clorados são os mais
comuns. Estes compostos são vastamente
empregados na indústria de plásticos (cloreto de
polivinila - PVC), pesticidas (DDT), solventes
(tetracloroetileno) e de isolamento elétrico
(bifenilas policloradas - PCB), dioxinas, entre
outras (FIGURA 3.7).
FIGURA 3.7 - Exemplos típicos da estrutura de uma
dioxina e um PCB
Uma curiosidade
Muitos destes compostos químicos sintéticos
têm sido encontrados em concentrações
relativamente elevadas em tecidos de peixes e
outros animais aquáticos, especialmente daqueles
localizados em rios e lagos próximos a grandes
centros industriais. Concentrações relativamente
elevadas, neste caso, significam µg/L (ppb) ou até
mesmo mg/L (ppm).
A evidência dos efeitos tóxicos destas
substâncias é causa de grande preocupação e,
conseqüentemente, a legislação tem estabelecido
restrições no consumo de peixes provenientes de
regiões poluídas. Os peixes que vivem em águas
poluídas, quando em contato com estas
substâncias tendem a acumular muitos destes
compostos através de um processo denominado
bioacumulação. Isto ocorre quando uma
substância presente na água é absorvida pela
gordura do peixe. A gordura funciona, neste caso,
como um solvente que extrai a substância química
da água. Se este peixe é consumido, o
contaminante pode ser transferido através da
cadeia alimentar.
3.2. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Resumindo o que foi visto, enquanto os
poluentes caem em três categorias básicas, eles
podem ser ainda classificados por propriedades
indesejáveis e origens químicas ou biológicas.
− Materiais flotantes: óleos, graxas,
espuma e outros sólidos que são mais leves
do que a água, além de tornarem o fluxo
desagradável à vista, retardam o crescimento
de plantas bloqueando a passagem de luz
através da água. O óleo, em particular,
interfere com a reação natural do fluxo, destrói
a vegetação natural ao longo das margens e é
tóxico aos peixes e à vida aquática. Um
potencial de incêndio é também criado quando
existe quantidade excessiva de óleo na
superfície.
Matéria suspensa: Materiais
insolúveis, tais como resíduos minerais,
aderem às margens como uma lama ou lodo
desagradáveis à vista, ou assentam
vagarosamente no fundo. Se a camada do
fundo é suficientemente densa, ela sufoca
microorganismos purificadores úteis e arruína
os campos de alimentação de peixes. Quando
a matéria suspensa é de natureza orgânica,
ela se decompõe progressivamente, usando o
oxigênio dissolvido para produzir gases
nocivos e odores.
− Impurezas dissolvidas: Ácidos,
álcalis, metais pesados, inseticidas, cianetos
e outros tóxicos, tornam a água não potável e
destroem a vida aquática. Traços de fenóis
causam gosto e odor indesejáveis. A matéria
orgânica é atacada por micróbios
consumidores de oxigênio. O oxigênio é
também esgotado por agentes químicos
redutores, tais como compostos à base de
sulfetos e ferrosos. Nitrogênio e fósforo
31
estimulam o crescimento de algas
desagradáveis à vista. Sem suficiente
oxigênio dissolvido, peixes e vegetação
morrem.
− Temperatura: A descarga de água de
despejo quente aumenta a temperatura do fluxo
receptador. Isto diminui a solubilidade do
oxigênio na água e aumenta a taxa na qual os
micróbios consumidores de oxigênio atacam o
despejo orgânico. O resultado é o esgotamento
acelerado de oxigênio dissolvido e interrupção da
vida aquática. O problema é agravado quando o
fluxo é lento e a temperatura ambiente alta.
− Cor: A cor é, principalmente,
indesejável de um ponto de vista estético.
Embora não seja prejudicial para a maioria dos
usos, a cor interfere com a atividade biológica,
retardando a transmissão de luz solar na água. A
cor também indica a presença de sólidos
suspensos e dissolvidos indesejáveis. Por
exemplo, íons de cromato dissolvidos, são
amarelos, cobre é azul.
− Gosto e odor: Os odores são
ofensivos quando suficientemente pronunciados
para poluir o ar em uma área. Para a maioria das
águas, o gosto e o odor são importantes
indicadores de impurezas indesejáveis. A água
de despejo, propriamente dita, pode conter os
agentes químicos responsáveis, tais como
compostos fenólicos ou sulfeto de hidrogênio. Os
odores também vêm da decomposição cética de
despejos orgânicos.
− Radioatividade: Despejos radioativos
sólidos ou líquidos, altamente concentrados, são
removidos sob condições cuidadosamente
controladas. Porém, algum despejo radioativo
diluído ou de baixo nível, invariavelmente
alcança os esgotos e fluxos. Os limites máximos
permissíveis de radioatividade foram
estabelecidos para a água potável e para a água
de despejo de instituições que usam materiais
radioativos.
− Composto químico: Uma variedade
extremamente larga de impurezas químicas
(orgânica e inorgânica) é adicionada pelo
homem ou está presente em águas de solo ou
de superfície. Todas devem ser consideradas
poluentes potenciais, pois, se suficientemente
concentradas, podem afetar adversamente a
água para um ou mais usos benéficos.
Entretanto, se estas impurezas são
suficientemente diluídas, a água será inofensiva
para todos os usos. A seguinte relação de
compostos químicos são impurezas típicas em
suprimentos de água e águas de despejo:
agentes redutores, ácidos, álcalis, arsênio, bário,
boro, cádmio, césio, cloretos, cromo, cobre,
sulfeto de hidrogênio, cianetos, selênio, gases
dissolvidos, detergentes, corantes, fluoretos,
fungicidas, dureza, hidrocarbonetos, inseticidas,
estrôncio, ferro, chumbo, manganês, nitratos,
níquel, químicos orgânicos, agentes
oxidantes, fenóis, potássio, sulfetos, sulfatos,
sulfitos, alcatrão, uréia, zinco, etc.
− Matéria biológica: Matéria viva,
tanto
plantas como animais, afetam
diretamente a qualidade e o uso da água.
Bactérias podem produzir odores e podem
atacar e destruir outras plantas e animais.
Sob condições controladas, as bactérias
ajudam a estabilizar a matéria orgânica e
desempenham um papel importante no
tratamento da água de despejo. Os fungos
são similares às bactérias. As algas, em
quantidade excessiva, usam todo o oxigênio
e trazem problemas de gosto e odor. Animais
microscópicos, tais como os protozoários,
são valiosos varredores de bactérias.
.