Água Poluição e conscientização. Controle da poluição Qualidade da água disponível Quantidade de água disponível A importância de água para a manutenção

Água

Poluição e conscientização

Controle da poluição

Qualidade da águadisponível

Quantidadede água disponível

A importância de água para a manutenção da vida

Conceito de poluição

ÁguaImpacto Ambiental

Poluição da águaconceito

qualquer alteração das suas propriedades físicas, químicas ou biológicas, que possa prejudicar a saúde, a segurança e o bem-estar das populações, causar dano à flora e à fauna, ou comprometer o seu uso para fins sociais e econômicos.

Água contaminada: quando a poluição resulta em prejuízos à saúde humana

Biodegradáveis: produtos químicos que ao final de um tempo são decompostos pela ação de bactérias.Exemplo: detergentes, inseticidas.

Persistentes: produtos químicos que se mantém por longo tempo no meio ambiente e nos organismos vivos. Estes poluentes podem causar graves problemas com a contaminação de alimentos, peixes e crustáceos.Exemplo: DDT, mercúrio.

Conceitos

Poluente:Substância no lugar errado

Troposfera: do nível do mar até 15 km de altitude.O ozônio é poluente.Os CFC’s não são poluentes.

Estratosfera: entre 15 km e 50 km de altitude.O ozônio não é poluente.Os CFC’s são poluentes.

TERRA

Poluição

Local certo Local errado






Água

Água no corpo humanoA água representa 70% da massa do corpo humano.Sintomas de desidratação:

Perda de 1% a 5% de águaSede, pulso acelerado, fraqueza

Perda de 6% a 10% de águaDor de cabeça, fala confusa, visão turva

Perda de 11% a 12% de águaDelírio, língua inchada, morte

Uma pessoa pode suportar até 50 dias sem comer, mas apenas 4 dias sem beber água.

Propriedades da água

Na natureza a água pode ser encontrada em todas as fases de agregação: sólida, líquida e gasosa.

Substância CH4 NH3 H2O HF H2S

Ponto de fusão/°C

Ponto de ebulição/°C

-182 -78 0 -83 -86

-164 -33 100 +19 -61

Sua capacidade de conduzir calor (condutividade térmica) e de estocar calor (capacidade calorífica) também é única.

É necessário 1 caloria para elevar de 1 °C a temperatura de 1 g de água líquida.São necessários 540 calorias para evaporar 1 g de água.

Propriedades da água

gelo

gelo

4 °C

A mistura de águas e recirculação de nutrientes só ocorre porque a água tem densidade máxima em 4 °C, ou seja, na fase líquida.

A densidade da água na fase líquida é maior que na fase sólida.

A água é um solvente universal.É o destino final de todo poluente que tenha sido lançado, não apenas diretamente na água, mas também no ar e no solo







Quantidade de água disponível

A quantidade de água doce disponível para consumo é extremamente escassa

Distribuição da água no planeta A cada 1000 L

97,5% nos oceanos

1,8% em geleiras

975 L

18 L

0,6% nas camadas subterrâneas 6 L

0,015% nos lagos e rios

0,005% de umidade no solo

150 mL

50 mL

0,0009% em forma de vapor na atmosfera

9 mL

0,00004% na matéria viva 0,4 mL


e tempo de renovação

Quantidade de água disponivel

Quantidade de água disponível1000 L de água 6,15L (para consumo

humano)

69 % = 4,24 L 23 % = 1,42 L 8 % = 0,49 L


Nos últimos 15 anos a oferta de água limpa disponível/habitante diminuiu 40%.O uso da água na agricultura deverá aumentar nos próximos anos.Em 20 anos deverá ocorrer uma crise relacionada a disponibilidade de água.

2,4% no resto do país9,6% na região amazônica

O Brasil possui 12 % da águadoce disponível no mundo

Atende 95% da populaçãoAtende 5% da população

Estima-se que 50% da população brasileira não tenha acesso a água tratada.


Estados Unidos:600 L por habitante

dia Sertão:10 L por habitante

dia


Os oceanos contêm a maior parte da água do planeta (975 litros a cada 1.000).Uma molécula de água passa 98 anos a cada 100 em meio ao oceano.

A água do mar apresenta 3,3% de sais dissolvidos (principalmente NaCl(aq)).

Uma pessoa pode beber água com até 5g de sal/kg de água.Os oceanos contêm 35 g de sal/kg de água (7 vezes mais).

osmose

Uma pessoa que bebe apenas água do mar acabará morrendo.A água do mar também não pode ser usada na agricultura ou na indústria.

O excesso de sal mataria as plantações (também por osmose);deterioraria maquinários, entupiria válvulas e explodiria caldeiras.


Para que a água dos oceanos possa ser usada é necessário que o sal seja retirado.Todos os métodos de dessalinização consomem grandes quantidades de energia.

Só podem ser usados em regiões secas próximas ao litoral.

Custo nos Estados Unidos4.000 L de água docea partir da água do mar4.000 L de água docea partir de mananciais

}}

1 dólar

0,30 dólar

termômetrosaída de águade resfriamento

entradade águade resfriamentoentrada

de gás

balãode destilação

bicode Bunsen

condensador

erlenmeyer

Aspectos físicos e químicos da água

CORDefinição:

Cor de uma amostra de água é o grau de redução de intensidade que a luz sofre ao atravessá-la, devido à presença de sólidos dissolvidos, tais como:

Colóides Orgânicos: Poluição Natural (ácido húmico, ácido fúlvico); Efluentes Industriais (Indústrias de Celulose e Papel – lignina e celulose, Indústrias Têxteis – anilinas, Curtumes – tanino)

Colóides Inorgânicos: Ferro e Manganês

Disco secchi

COR REAL - ORIGEM

Definição: Capacidade de uma amostra em transmitir luz visível em um comprimento de onda sensível ao olho humano

TURBIDEZ DAS ÁGUAS

Definição:

Turbidez de uma amostra de água é o grau de redução de intensidade que a luz sofre ao atravessá-la, devido à presença de sólidos em suspensão, tais como: areia, silte, argila, detritos orgânicos, bactérias e algas, plâncton em geral, etc.

A turbidez das águas naturais superficiais

é decorrente do carreamento de solos (processos erosivos em estações chuvosas), esgotos sanitários e efluentes industriais e fontes difusas (áreas urbanas e rurais)

Turbidez das Águas

Determinação da Turbidez

Nefelometria: Turbidímetros atuais detectam raios dispersos segundo ângulo de 90°.

Turbidímetro

TURBIDEZPadrões de Potabilidade e

Qualidade

Turbidez

Padrão de Potabilidade1,0 UNT (Água filtrada)5,0 UNT (Sistema de distribuição)

Padrão de Qualidade Resolução Conama 20(18/06/1986)Classe 2: Até 100 UNT

OXIGÊNIO DISSOLVIDO

Oxigênio Dissolvido

Importância Sanitária:

Manutenção e proteção da vida aquática

Operação de sistemas biológicos aeróbios

OXIGÊNIO DISSOLVIDOPADRÕES DE QUALIDADE

Oxigênio Dissolvido

Padrão de QualidadeDecreto Estadual 8.468(08/09/1976)

Corpos d’água Classe 2OD ≥ 5,0 mg O2/L


Padrão de QualidadeResolução Conama 20(18/06/1986)



Oxímetro

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

Definição: Quantidade de oxigênio requerida por microrganismos aeróbios para a oxidação de compostos orgânicos presentes na fase líquida

DBOCICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Matéria orgânica + O2microrganismos CO2 + H2O + novas células +

produtos estáveis (NO3, PO4, SO4..)

A decomposição anaeróbica:

Matéria orgânica

CO2 H2O+produtos instáveis (H2S, NH3, CH4...)

microrganismos +

A decomposição aeróbica:

Matéria orgânic

aCO2 H2O+

produtos instáveis (H2S, NH3, CH4...)

microrganismos +O2+

Novas células

Novas células

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO

POR EXEMPLO, AS ÁGUAS NATURAIS TÊM DBO DA ORDEM DE 5,0 mg/l

O QUE SIGNIFICA ISSO?

SIGNIFICA QUE PARA DECOMPOR A MATÉRIA ORGÂNICA EXISTENTE EM LITRO DE ÁGUA OS DECOMPOSITORES RETIRARAM DA ÁGUA (I.E., RESPIRARAM) 5 mg DE OXIGÊNIO.

DBO NÃO É MATÉRIA ORGÂNICA, É OXIGÊNIO CONSUMIDO NA DECOMPOSIÇÃO

DBOPADRÕES DE EMISSÃO

DBO5,20

Padrão de EmissãoDecreto Estadual 8.468(08/09/1976)

DBO5,20 inferior a 60 mg O2/L

Padrão de EmissãoResolução Conama 20(18/06/1986)

Não há padrão de emissão para o parâmetro DBO5,20

DBOIMPORTÂNCIA

SANITÁRIA


Importância Sanitária:

Avaliação quantitativa da concentração de material orgânico presente na fase líquida (rios, lagos, reservatórios, esgotos sanitários e efluentes industriais)


Importância Sanitária: Avaliação da eficiência de sistemas de tratamento de esgotos sanitários e efluentes industriais

DBOIMPORTÂNCIA

SANITÁRIA


Importância Sanitária: Avaliação indireta da quantidade de material orgânico biodegradável presente na fase líquida.

DBOIMPORTÂNCIA

SANITÁRIA







Qualidade da água disponível

A poluição das águas devido as atividades humanas aumentou vertiginosa-mente nos últimos 50 anos.

De acordo com a legislação, a poluição da água pode ser:

ouPontual

Descarga de efluentes a partirde indústrias e de estaçõesde tratamento de esgoto

São bem localizadas, fáceisde identificar e de monitorar

Difusa

Escoamento superficial urbano,escoamento superficial de áreas

agrícolas e deposição atmosférica

Espalham-se por toda a cidade,são difíceis de identificar e tratar

Qualidade da água disponível

As principais formas de poluição que afetam as nossas reservas de água são:

Reservas de água

Poluição

BiológicaSedimentar Térmica Despejo de substâncias

Tipos de poluentes

Poluentes não-orgânicos Minerais e sais solúveis

Poluentes orgânicosGrama, folhas mortas, excrementos humanos e

animais Origem: decomposição de plantas e animais Subprodutos: N e P = eutrofização

Aumenta a turbidezAumenta a temperatura

Redução do oxigênio

Eutrofização acelerada ou natural (sucessão ecológica)

Eutrofização

Tipos de poluentes Poluentes tóxicos

a) metais e compostos químicos despejados como subprodutos de processos industriais: Cádmio, mercúrio, cromo, ferro e chumbo, além de substâncias químicas como o DDT.

b) Produtos de limpeza domésticos: como alvejantes, soda cáustica e pesticidas, além de herbicidas e inseticidas de fazendas

Bioacumulação na cadeia alimentar

Tipos de poluentes Poluentes patogênicos

a) Vírusb) Bactériasc) Helmintos ou vermes parasitas

Tipos de poluentes Poluição térmica

resultado de processos industriais e da enxurrada provenientes das ruas e estradas durante os períodos de chuva

Lançamento de água aquecida - utilizada na refrigeração decentrais elétricas, térmicas e nucleares -nos rios e na costa.

Reduz [O2 dissolvido]

Poluição sedimentar

Acúmulo de partículas em suspensão(solo, produtos químicos insolúveis)

Qual a origem O que causam

Extração mineralDesmatamentosErosões

Interferem na fotossíntesee na capacidade dos animaisencontrarem alimentos

Extração mineralEsgotos e fluentes

Adsorvem e concentram ospoluentes biológicos e ospoluentes químicos

Partículas do solo

Produtos químicosinsolúveis

Poluição biológicaPresença de microorganismos patogênicos, especialmente na água potável.

4 bilhões de pessoas no mundo não têm acesso à água potável tratada2,9 bilhões de pessoas vivem em áreas sem coleta ou tratamento de esgoto

Controle simples

Apesar disso

250 milhões de casos de doenças (cólera, febre tifóide,diarréia, hepatite A) são transmitidas pela água por ano

10 milhões desses casos resultam em mortes (50% são crianças)

Adição de NaClOOu Ca(OH)2

Fervura da água

Poluição térmicaDescarte de grandes volumes de água aquecida em rios e oceanos

Diminui a quantidade de oxigênio dissolvido(43,39 mg de O2/kg de H20 a 20 °C)

Diminui do tempo de vida de algumas espécies aquáticas

Altera os ciclos de reprodução

Aumenta a velocidade das reações entre os poluentes presentes na água

Aumenta a quantidade de gás carbônico na atmosfera(0,86 L de CO2/L de H2O a 20 °C)

Potencializa a ação nociva dos poluentes

Poluição por despejode substâncias

Substâncias tóxicas cuja presença na água não é fácil de identificar nem de removerEm geral os efeitos são cumulativos e podem levar anos para serem sentidosOs poluentes mais comuns das águas são:

Fertilizantes agrícolasEsgotos doméstico e industrialCompostos orgânicos sintéticosPlásticosPetróleoMetais pesados

Poluição por fertilizantes agrícolas

Poluição por fertilizantes agrícolas

Usados sem critério

Excesso é levado pela chuva

Lençóis subterrâneos, lagos e rios

Reprodução acelerada

Fitoplâncton Algas macroscópicas

Ao morrerem são decompostos por

microrganismos aeróbios

Cobrem a superfície isolando a água do oxigênio

do arEutrofização

Íons NO3(aq) (0,3 mg/L), NO2(aq), HPO4(aq) (0,02 mg/L) e H2PO4(aq)

1- 1- 2- 1-

Poluição por esgotos domésticoe industrial



Matéria orgânica biodegradável

Explosão na populaçãode microrganismos

Consumo de oxigênio

Bactérias, vírus, larvas e parasitas

Coliformes fecais doenças

Brasil: 30% das praiassão impróprias

Poluição por compostosorgânicos sintéticos

Poluição por compostosorgânicos sintéticos

Poluição por plásticos

Alta produção

Longo tempo para degradação

Causam a morte de animais por sufocamento

Alta velocidade de uso e descarte

Poluição por petróleo

Grandes acidentes

Vazamentos em poçosde petróleo, superpetroleiros,

rompimentos de dutos

Exxon Valdez: 42 milhões de litrosKuwait: 200.000 t no Golfo Pérsico

Rio Barigüi: 4 milhões de litrosBaia de Guanabara: 1,3 milhão de litros

5% dos danos

Pequenos acidentes

Vazamentos de óleode motor de barcos

e de carros

Somente no Canadá:300 milhões de litros/ano

95% dos danos

Poluição por petróleoO petróleo vaza e se espalha no mar ou no rio

A mancha recobre a superfície das águas e mata o fitoplâncton e o zooplânctonSem a luz do sol as algas param de fazer fotossíntese


A quantidade de oxigênio diminui e outras espécies acabam morrendo

Os peixes da superfíciemorrem por intoxicaçãoe falta de oxigênioPeixes que vivem nofundo e se alimentamde resíduos, morremenvenenados


As aves marinhas ficam como corpo impregnado de óleo

Deixam de reter o ar entre aspenas e morrem afogadas aomergulhar

O óleo penetra no bulbocausando intoxicaçãoMesmo as aves tratadas acabam morrendo


No mangue o óleo impede as árvores de captar o oxigênio do ar causando sua morte

Os crustáceos morrem pela falta de alimento (folhas decompostas)

Além disso, o óleo fecha asbrânquias, por onde respiram,e superaquece a lama, seuhábitat.No acidente da baía deGuanabara espécies como ocaranguejo-uça podem ter sidoextintas

Poluição por petróleoCom o ecossistema comprometido milhares de pessoas ficam sem trabalho

Famílias de pescadores perdemsua fonte de sustentoO comércio local acaba falindocom o fim do turismo na região

Poluição por petróleo nos oceanos

Os oceanos respondem por 16% da oferta de proteína animal do planetaA fotossíntese realizada por fitoplânctons e por outras plantas marinhas:

Produz oxigênio, O2(g), que é liberado para a atmosfera

Consome gás carbônicos, CO2(g), que é retirado da atmosferaO CO2(g) precipita para grandes profundidades, onde é arrastado lentamente por correntes profundas demorando séculos para retornar à atmosferaOs oceanos contêm 20 vezes mais CO2(g) do que o que há em todas as florestas do mundo e em outras biomassas terrestres.

Se o fitoplâncton desaparecesse dos oceanos:Falta de O2(g) na atmosferaMorte dos seresna superfície terrestre

Excesso de CO2(g) na atmosfera Elevação na temperatura do planeta

e desequilíbrio nos ecossistemas

Poluição por metais pesados

Poluição por metais pesados

Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni e Sn

Bioacumulação

Mineração (garimpo)Pilhas e baterias

Rios e maresAterro sanitário

Os oceanos recebem por ano400.000 t de metais pesados

80.000 t só de mercúrio

Contaminação de águassubterrâneas, córregos

e riachos








Despoluição do meio ambienteAmpliar o alcance do tratamentode efluentes gerados por esgotosdomésticos, agricultura e indústrias


Tecnologias destrutivasTecnologias de transferência de fase Baseiam-se na oxidação química

Radiação UV + O3 ou UV + H2O2

formando OH1- ou O1- (PAOs)

Transfere os poluentes da fase aquosa para a sólida, por

exemplo, pela adição de carvão ativo na água

Vantagem: ausência de subprodutos

MO + agente oxidante CO2 + H2O

Desvantagem: processo caro

A poluição não é eliminada,apenas deixa de ser veiculada

pelo meio aquoso para ser transformada em resíduos

sólidosou emitida para a atmosfera

2


Evitar poluir novamente o meio ambiente

Ter consciência da necessidade de diminuir o volume de detritos gerados

Proteger áreas de mananciais da ocupação humana

Implantar métodos mais eficientes de irrigação minimizando o desperdício da água utilizada na agricultura

O ciclo de saneamento

E.T.A.

O ciclo de saneamento

E.T.E.

Podemos viver num mundo sem poluição ?

São conhecidas mais de 7 milhões de substâncias químicasA cada ano cerca de 1.000 novos produtos são lançados no mercadoSão produzidos 300 milhões de toneladas anuais de COS150 mil deles em taxas superiores a 50 mil t/anoCerca de 66 mil produtos químicos são comercializados hoje somente nos EUACerca de 45 mil substâncias são comercializadas internacionalmente

Muitos são resistentes a biodegradação, estáveis e entram na cadeia alimentarMuitos podem ser mutagênicos, cancerígenos ou teratogênicos

Só existem dados ecotoxicológicos para aproximadamente 1.500 substânciasA tecnologia convencional de tratamento de água não remove totalmente os COS

Conclusões

“Aos químicos compete a tarefa de descobrir substâncias menos nocivas ao meio ambiente; aos engenheiros químicos, o desenvolvimento de processos que produzam bens de consumo com um mínimo de rejeitos e um máximo de reciclagem”

Construir uma sociedade “ecologicamente correta”Construir uma sociedade “ecologicamente correta” Eliminar hábitos de desperdícios de nossas reservas Eliminar hábitos de desperdícios de nossas reservas

naturaisnaturais Triste mania de “retirar o lixo da nossa casa Triste mania de “retirar o lixo da nossa casa

jogando-o no quintal do vizinho”jogando-o no quintal do vizinho”

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